[发明专利]激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及一种激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末及其制备方法，所述激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末以重量百分数计，包括：碳0.05～0.15%、硅0.1～0.4%、锰0.3～0.6%、铬8.0～12.0%、钨1.5～1.9%、钼0.1～0.8%、钒0.1～0.3%、钽0.1～0.3%、钇0.1～0.3%和铈0.01～0.1%，余量为铁，本发明的激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末具有优异的成形工艺性能，激光增材制造成形的组织为板条马氏体+弥散碳化物+弥散氧化物，晶粒细小均匀，无柱状晶组织形态，并且由于本发明的配方中添加有金属钇，钇在激光制造成形过程中会在微熔池中形成Y₂O₃，并快速凝固，弥散分布在成形组织中，在保证优异的组织致密度同时有效控制了成形组织中的夹杂物类型和含量。

技术领域

本发明涉及合金粉末技术领域，具体涉及一种激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末及其制备方法。

背景技术

目前用于高温的耐热钢常规制备方法有两种，一种是冶炼后热加工成形，一种是热等静压成形。前者主要以P91和P92耐热钢为代表，但是由于析出相以M₂₃C₆和MX为主，这两种析出相在高温长期服役下容易聚集粗化或转变为粗大Laves相Z相，导致高温服役性能显著下降。ODS耐热钢粉末通过添加Y₂O₃粉末热等静压成形，由于设备的限制成形的零件尺寸有限，成形原理也决定了不可避免存在大量的孔隙，影响产品的力学性能。因此设计激光制造专用的新型马氏体耐热钢合金粉末，通过激光增材制造可以制备出结构复杂，大型复杂的耐热钢结构件。

发明内容

本发明提供一种激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末，通过优化配方并在合金粉末中添加钇元素，在激光制造成形过程中在微熔池中形成Y₂O₃，并快速凝固，弥散分布在成形组织中，在保证优异的组织致密度的同时可有效控制成形组织中夹杂物类型和含量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光增材制造用新型马氏体耐热钢合金粉末，以重量百分数计，包括：

碳0.05～0.15％；

硅0.1～0.4％；

锰0.3～0.6％；

铬8.0～12.0％；

钨1.5～1.9％；

钼0.1～0.8％；

钒0.1～0.3％；

钽0.1～0.3％；

钇0.1～0.3％；

铈0.01～0.1％；

余量为铁。

进一步的，以重量百分数计，所述新型马氏体耐热钢合金粉末包括：碳0.1％、硅0.3％、锰0.5％、铬9.1％、钨1.5％、钼0.4％、钒0.2％、钽0.15％、钇0.15％和铈0.05％，余量为铁。

进一步的，以重量百分数计，所述新型马氏体耐热钢合金粉末包括：碳0.15％、硅0.4％、锰0.5％、铬11.5％、钨1.5％、钼0.6％、钒0.2％、钽0.15％、钇0.3％和铈0.1％，余量为铁。

本发明还提供一种用于制备上述新型马氏体耐热钢合金粉末的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：配料→熔炼→真空气雾化→干燥→筛分；

具体如下：

(1)配料：按照目标成分进行配料；