[发明专利]基于SLM的高强高塑性Inconel718合金的制备方法

说明书

一种基于SLM的高强高塑性Inconel718合金的制备方法，包括以下步骤：S1、激光选区熔化成型：通过激光选区熔化的方法打印Inconel718合金坯件，对Inconel718合金坯件依次进行步骤S2等静压热处理、步骤S3去应力退火处理、步骤S4固溶处理和步骤S5双级时效处理；热等静压热处理温度为1165℃～1170℃，压强为125～135Mpa，时间为210min～270min；去应力退火温度为790℃～810℃，时间为20min～40min；固溶处理温度为940℃～960℃，时间为20min～40min；双级时效处理的一级时效处理的温度为750℃～770℃，时间为470min～490min，二级时效处理的温度为640℃～660℃，时间为470min～490min。该方法制备的Inconel718合金兼具强度、塑性和硬度，具有优异的综合力学性能，且可使Inconel718合金的应用拓展到更为精密、复杂的结构领域。

技术领域

本发明涉及一种基于SLM的高强高塑性Inconel718合金的制备方法，属于合金增材制造技术领域。

背景技术

高温合金是一种可以在600℃以上温度及一定应力条件下长时间工作的高性能材料。Inconel718合金是一种沉淀强化型镍基高温合金，由于其在650℃下具有较高的强度、优异的抗疲劳与蠕变性能以及良好的抗氧化与抗腐蚀能力被广泛地应用在航空航天、核电及能源领域。

Inconel718合金的力学性能主要取决于其析出相，包括：γ(Ni₃Nb)相、γ'(Ni₃(Al,Ti,Nb))、δ(Ni₃Nb)、Laves相等。γ(Ni₃Nb)相为主要强化相，γ'(Ni₃(Al,Ti,Nb))相为辅助强化相。适量的δ(Ni₃Nb)相具有钉扎晶界、阻碍晶界迁移的作用，能够改善合金冲击韧性和蠕变性能。

传统Inconl718合金零件的制备主要包括铸造与锻造两种方式。经过多年的发展与改进，铸锻件性能已经得到了较大的提升，但依然避免不了两种方式先天的缺陷。铸件中仍然存在元素偏析严重、晶粒粗大、缩孔疏松等问题；而锻件的性能虽高于铸态，但由于工艺限制，难以成形形状复杂的零部件，还存在黑斑、白点等缺陷。而且，上述两种加工方式属于减材制造，成本高、制造周期长，且很难用于制造结构复杂的零部件。

增材制造(Additive Manufacturing，AM)，是一个从三维模型数据出发，将材料逐层堆积制造物体的过程。这种无需原胚和模具的制造方法可以给行业带来新的设计灵活性，减少能源使用和缩短上市时间。激光选区熔化SLM(Selective Laser Melting)成形方法就是一种常用的增材制造方法。采用SLM成形方法制备Inconel718合金不仅解决了复杂零件成形问题，而且具有很高的成形质量。但金属SLM成形具有快速凝固特点，极高的冷却速率使得成形后的Inconel718合金零部件普遍存在局部热应力大，Nb元素偏析造成了脆性Laves相大量析出，γ、γ'、δ相的析出受抑制、熔道的边界重熔区易产生显微裂纹等缺陷，一般配合后续热处理以改善上述缺陷，但效果都不理想。现有技术还没有一种制备方法可制备出同时兼顾强度、塑性、硬度等力学性能的Inconel718合金，限制了其在很多领域的应用。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种基于SLM的高强高塑性Inconel718合金的制备方法，该方法制备的Inconel718合金兼具强度、塑性和硬度，具有优异的综合力学性能，且可使Inconel718合金的应用拓展到更为精密、复杂的结构领域。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种基于SLM的高强高塑性Inconel718合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、激光选区熔化成型：通过激光选区熔化的方法打印Inconel718合金坯件；