[发明专利]一种高强度高塑性单相Inconel 625镍基合金及其制备方法

说明书

本发明涉及电弧增材金属材料技术领域，具体涉及一种高强度高塑性单相Inconel 625镍基合金及其制备方法。本发明公开了一种高强度高塑性单相Inconel 625镍基合金，其中，所述的Inconel 625镍基合金的组织结构为单相柱状粗晶结构，其晶粒尺寸为45‑360μm，按照质量百分比计，所述晶粒具有15‑33%比例的小角晶界。本发明还公开了一种Inconel 625镍基合金制备方法。根据该方法得到的Inconel 625镍基合金抗拉强度为720‑730MPa，屈服强度为390‑415MPa，延伸率为54‑63%，相对于传统铸态625镍基合金，显著提高了625镍基合金的强度与塑性。

技术领域

本发明涉及电弧增材金属材料技术领域，具体涉及一种高强度高塑性单相Inconel 625镍基合金及其制备方法。

背景技术

Inconel 625镍基合金具有优异的综合力学性能，良好的抗氧化和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天和机械制造等工业领域。Inconel 625镍基合金部件的传统制备工艺主要包括等材制造(铸造、轧制等)技术和减材制造(车削、铣削等)技术等，传统工艺制备的Inconel 625镍基合金具有较为优异的综合力学性能，但是工序繁琐，生产效率低，同时对于复杂形状构件来说加工难度大，生产成本高。近年来，增材制造技术成为制造业的一个革命性突破，利用计算机对制造过程的控制，将制造过程细化到零件的任何一个位置的任何一个点，可以有效减少工序，缩短产品生产周期，对于形状复杂、原材料价值较高的产品，增材制造技术加工效率高和节省材料的生产加工特点具有十分明显的优势。

文献Rivera,O.G.,Allison,P.G.,Jordon,J.B.,et al.Microstructures andmechanical behavior of Inconel 625 fabricated by solid-state additivemanufacturing[J].Materials ScienceEngineering,A.Structural Materials:Properties,Microstructure and Processing,2017,694:1-9中利用摩擦搅拌增材制造的Inconel 625镍基合金屈服强度及抗拉强度高于铸造态625镍基合金的，但其塑性较低，电弧增材Inconel 625镍基合金具有较高强度的同时具有较好的塑性。

文献Mostafaei Amir,Behnamian Yashar,Krimer Yuval L.,et al.Effect ofsolutionizing and aging on the microstructure and mechanical properties ofpowder bed binder jet printed nickel-based superalloy 625[J].Materialsdesign,2016,111:482-491中利用M-Flex ExOne粉床粘合剂喷射印刷Inconel 625镍基合金。该方法制备Inconel 625镍基合金在一定程度上具有较高的效率，但是制备的Inconel625镍基合金强度较低。

因此亟需发明新的增材制造工艺，在保证生产效率，加工成本的前提下，使增材制造625镍基合金的材料性能达到或者优于传统铸造或者轧制态材料的力学性能。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于利用电弧增材制造技术，制备具有高比例小角晶界的柱状晶结构的单相Inconel 625镍基合金，不仅显著提高Inconel 625镍基合金的生产效率，同时制备得到的Inconel 625合金强度和塑性明显优于传统铸态和板材Inconel 625合金。

本发明的目的及解决其技术问题采用以下的技术方案来实现：

依据本发明提出的一种高强度高塑性单相Inconel 625镍基合金，其中，所述Inconel 625镍基合金的组织结构为单相柱状粗晶结构，其晶粒尺寸为45-360m，按照质量百分比计，所述晶粒具有15-33％比例的小角晶界。