[发明专利]一种含钴的Inconel625-Co合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含钴的I ncone l625‑Co合金及其制备方法，属于增材制造领域，本发明采用等离子电弧焊接机器人双丝增材制造工艺，以304不锈钢板为基板，在送I ncone l625焊丝的同时，用另一个相对独立控制的送丝机送Co焊丝，制得含钴的I ncone l625‑Co合金，包括如下制备步骤：选取丝材；基板预处理；使用等离子电弧焊接机器人进行增材制造，通过成分调整，最终得到不同Co含量的Co‑I ncone l625合金体系；本发明的I ncone l625‑Co合金，不仅保留了I ncone l625合金良好的耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性以及良好的焊接性以及可加工性等性能，还在一定程度上增加了I ncone l625合金中的奥氏体的比例，使得合金的硬度和屈服强度得到一定程度的提升，具有非常大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种含钴的Inconel625-Co合金及其制备方法。

背景技术

Inconel625合金是一种多元素的高温合金，具有FCC结构，其中含有Cr、Mo等元素，还会表现出较好的抗氧化性和耐腐蚀性，在氯化物中还会表现出具有优异的耐点蚀性、缝隙和应力腐蚀以及晶间腐蚀等性能。而且该合金好具有良好的焊接性以及可加工性，在航空航天、深海远洋、核能等领域都有广泛的应用。目前研究者们对625合金的性能等方面也做了广泛的研究，Liu等人研究了当凝固温度达到1050摄氏度以上时，合金体系的晶粒随温度的升高而变大。刘爽等人研究了Inconel625合金体系在加热过程中的组织变化，结果发现温度达到1185摄氏度时组织中的偏析较少，组织也比较均匀。

Co元素在钢中的应用比较多，Co元素在钢中主要有以下作用：Co元素是奥氏体的形成元素，它的加入会降低过冷奥氏体的稳定性，从而影响钢的稳定性。另一方面，Co元素会固溶于基体中，在一定程度上可以促进碳化物的沉淀，从而提升强度和硬度。此外，Co元素还会和Mo发生反应，从而降低Mo元素的固溶度，导致Mo元素以金属化合物的形式析出，最终引起钢的硬度的提升。

虽然很多的学者对Inconel625和Co元素做了大量的研究，但是目前很少有人研究Co含量对Inconel625组织性能的研究。因此，本发明以Inconel625为研究对象，选用等离子焊接机器人，通过旁路送丝的方式来研究不同的Co含量对Inconel625合金会产生怎样的影响。

发明内容

有鉴于现有技术，本发明的目的在于提供一种通过添加钴不仅保留了Inconel625合金良好的性能，且还提升了Inconel625合金在硬度和屈服强度等力学性能的Inconel625-Co合金。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种含钴的Inconel625-Co合金的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：

1)、准备原材料：直径为1.2mm的Inconel625焊丝和直径为0.8mm的Co焊丝，并用锉刀等打磨工具对焊丝尖端进行打磨；

2)、304不锈钢板的预处理：将304不锈钢板用磨砂机进行粗打磨，去除表面油污和氧化物，使用酒精擦拭基材表面，将其放入真空干燥箱中烘干，加热温度：120℃，保温时间：0.5h；

3)、使用等离子电弧焊接机器人进行增材制造，送丝机导电嘴与水平呈30°-45°的夹角，丝材距离等离子电弧焊枪8-12mm，等离子焊接机器人的焊接电流为90A，焊枪移动速度为0.015m/min，保护气体选择纯度为99.99％的氩气，保护气流量为20L/min；

4)、送丝机采用双送丝的方式同时送Inconel625焊丝和Co焊丝，其中，Inconel625焊丝的送丝速度保持匀速1.5m/min，控制Co焊丝的送丝速度分别为：0.5m/min或0.7m/min，来达到控制Inconel625合金中Co含量，根据要求进行Inconel625-Co合金的制备。