[发明专利]一种激光选区熔化成形GH4169的热处理工艺方法

说明书

本发明公开了一种激光选区熔化成形GH4169的热处理工艺方法，通过固溶处理温度与保温时间的调整，结合双级时效处理实现晶界位置处析出均匀分布的碳化物，抑制了再结晶晶粒的长大，控制晶粒尺寸小于50um。晶粒内部形成“蜂窝状”析出形貌。获得理想的组织与析出相状态，使SLM成形GH4169材料具有良好的综合力学性能。

技术领域

本发明属于增材制造工程技术领域，具体涉及一种激光选区熔化成形GH4169的热处理工艺。

背景技术

GH4169具有良好的高温强度、抗腐蚀性、耐氧化性、优异的抗疲劳性能、抗蠕变性能以及组织稳定性被广泛应用于航空、航天、化工、能源、冶金、机械等领域。GH4169的传统铸造成形因冷速较慢从而产生元素偏析，大尺寸的Laves相析出，白斑和黑斑等问题。激光选区熔化(SLM)技术具有成形精度高，极高冷速实现强化元素的高固溶，减少有害相的析出等优势，现已用于航空涡轮盘，喷油嘴等零部件的SLM成型。

GH4169作为第二相沉淀强化高温合金，为改善材料的使用性能需选择合适的热处理温度和保温时间，其热处理过程包括固溶处理和双极时效处理。SLM成形GH4169合金部件内部显微组织和力学性能显著区别于传统锻件，如图1。当前SLM成形后热处理多采用已有的铸造或锻造热处理工艺进行，但是综合性能却达不到理想的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服GH4169的传统铸造成形产生的元素偏析，大尺寸的Laves相析出，白斑和黑斑等问题，提供一种适用于激光选区熔化成形GH4169镍基合金的热处理工艺。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种激光选区熔化成形GH4169的热处理工艺方法，将激光选区熔化成形GH4169样品先进行固溶处理，固溶处理温度为1080±10℃，保温50±10min，空冷至室温后，再进行双级时效处理，在720±10℃下保温8h，炉冷至620±10℃，保温8h，然后空冷至室温。

在上述技术方案中，采用10—20℃/min的速率自室温加热到固溶处理温度。

在上述技术方案中，固溶处理温度为1080—1090℃，保温45—55min。

在上述技术方案中，进行双级时效处理时，在720—730℃下进行保温，炉冷至610—625℃下进行保温。

在上述技术方案中，室温为20—25摄氏度。

在上述技术方案中，采用电阻炉进行固溶处理和双级时效处理。

在上述技术方案中，采用电阻炉进行固溶处理时，采用10—20℃/min的速率自室温加热到固溶处理温度。

在上述技术方案中，采用电阻炉进行双级时效处理时，将电阻炉预先升温到720±10℃，放入激光选区熔化成形GH4169样品进行保温。

在上述技术方案中，激光选区熔化成形GH4169样品的成形参数：激光功率195W，铺粉厚度30um，层间旋转67°，基板预热80℃，扫描速度1100mm/s，扫描线间距80um，5mm条带式激光双向扫描。

依照上述热处理工艺方法得到的激光选区熔化成形GH4169，其中显微组织为尺寸小于50um的再结晶等轴晶，晶界处析出均匀分布的碳化物，晶内形成“蜂窝状”析出形貌，晶界处无δ；硬度480±10HV，屈服强度1033±10MPa，抗拉强度1306±10MPa，延伸率22±2％。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

本发明的热处理工艺，适用于激光选区熔化成形GH4169镍基合金，获得晶粒尺寸细小的再结晶组织，消除共晶Laves相，调整晶界析出相的分布，实现在原有亚晶界位置处强化相析出，实现合金强度与塑性的最佳配合。

附图说明