镍基高温合金构件及其制备方法技术

本申请提供一种镍基高温合金构件及其制备方法，涉及材料领域

【技术实现步骤摘要】
镍基高温合金构件及其制备方法


[0001]本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种镍基高温合金构件及其制备方法
。

技术介绍

[0002]与航空发动机相比，燃气轮机除要求高温合金应具有良好的蠕变
、
疲劳等高温强度外，还有其独特要求，具体的独特要求如下：
(1)
由于燃气轮机使用的燃料极容易造成材料的热腐蚀损伤，因此需要其具有优异的抗热腐蚀性能；
(2)
由于燃气轮机的寿命为几万乃至十几万小时，因此需要其具有良好的长期组织稳定性；
(3)
由于燃气轮机叶片尺寸大，且内腔结构复杂，因此需要其良好的铸造工艺性能
。
[0003]激光增材制造技术是基于零件数字模型，以激光为热源
、
合金粉末为原料，通过逐层叠加的方式实现零部件的一体化凝固成型
。
激光束精度高
、
热影响区小，为复杂形状高温合金燃气轮机叶片制备和修复带来新的发展契机
。
但是激光增材制造温度梯度高
、
冷却速度快，容易在零件内产生残余应力，导致叶片制备过程中产生裂纹等缺陷
。
[0004]国外抗热腐蚀镍基高温合金发展比较完善，而我国的重型燃气轮机发展起步较晚，适用于
F、G/H
级重型燃气轮机涡轮导向叶片的高温合金材料还相对缺乏
。
为此，需要研发出长寿命高强抗热腐蚀增材制造高温合金，以满足我国重型燃气轮机发展的需求
。
专利技术内容
[0005]鉴于上述问题，本申请提一种镍基高温合金构件及其制备方法，其能够有效改善镍基高温合金构件的抗高温氧化性
、
抗热腐蚀性能以及组织稳定性，满足燃气轮机发展的需求
。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种镍基高温合金构件的制备方法，其包括：
[0007]将镍基高温合金粉末进行增材制造，获得镍基高温合金坯；
[0008]将镍基高温合金坯依次进行固溶处理和时效处理，获得镍基高温合金构件；
[0009]其中，镍基高温合金粉末的成分包括：
Cr 18.0
％
‑
19.9
％；
Co 18.0
％
‑
25.0
％；
Al 1.6
％
‑
2.8
％；
Ti 3.1
％
‑
4.5
％；
Ta 0.1
％
‑
0.5
％；
W 3.1
％
‑
4.9
％；
Mo 0
％
‑
1.20
％；
Nb 0.7
％
‑
1.7
％；
C 0.005
％
‑
0.15
％；
B 0.003
％
‑
0.03
％；
Zr 0.005
％
‑
0.08
％；以及余量
Ni
，
Al+Ti≤6
％，且
W+1/2Mo≤6.5
％
。
[0010]本申请实施例的技术方案中，通过特定组成成分的镍基高温合金粉末进行增材打印，获得兼顾有抗高温氧化性
、
抗热腐蚀性能
、
组织稳定的镍基高温合金构件，并结合固溶处理和时效处理，有利于进一步提高镍基高温合金的高温持久寿命以及力学性能
。
[0011]在一些实施例中，固溶处理的温度为
1050℃
‑
1120℃
，处理时间为2‑
6h。
[0012]在一些实施例中，时效处理包括一级时效处理，一级时效处理的温度为
800
‑
950℃
，处理时间为4‑
18h。
[0013]在一些实施例中，时效处理还包括在一级时效处理后进行的二级时效，二级时效的温度为大于等于
650℃
且小于
800℃
，处理时间为
12
‑
24h。
[0014]在一些实施例中，在固溶处理之前，制备方法还包括对镍基高温合金坯进行热等静压，热等静压温度为
1180
‑
1250℃
，压力为
110
‑
150MPa
，保温时间1‑
4h。
[0015]在一些实施例中，合金粉末的粒径为
15
‑
150
μ
m。
[0016]在一些实施例中，增材制造包括用激光铺粉工艺和
/
或激光送粉工艺
。
[0017]在一些实施例中，激光铺粉工艺的参数包括：扫描速率
300mm/s
‑
1400mm/s
，激光功率
160w
‑
450w
，打印层厚
30
μ
m
‑
80
μ
m
，搭接距离
80
μ
m
‑
120
μ
m。
[0018]第二方面，本申请提供了一种镍基高温合金构件，其由本申请第一方面提供的制备方法制得
。
[0019]在一些实施例中，镍基高温合金构件包括燃气轮机热端部件
。
[0020]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的
、
特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0022]图1为实施例1提供的镍基高温合金粉末的
SEM
图；
[0023]图2为实施例1提供的打印态高温合金的金相微观组织形貌图；
[0024]图3为实施例1提供的打印态高温合金的
SEM
图；
[0025]图4为实施例2提供的镍基高温合金构件的微裂纹组织形貌图；
[0026]图5为实施例3提供的镍基高温合金构件的致密度组织形貌图；
[0027]图6为实施例4提供的镍基高温合金构件的显微孔洞组织形貌图；
[0028]图7为实施例5提供的镍基高温合金构件的粗大第二相双峰分布组织形貌图；
[0029]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种镍基高温合金构件的制备方法，其特征在于，包括：将镍基高温合金粉末进行增材制造，获得镍基高温合金坯；将所述镍基高温合金坯依次进行固溶处理和时效处理，获得所述镍基高温合金构件；其中，所述镍基高温合金粉末的成分包括：
Cr 18.0
％
‑
19.9
％；
Co18.0
％
‑
25.0
％；
Al 1.6
％
‑
2.8
％；
Ti 3.1
％
‑
4.5
％；
Ta 0.1
％
‑
0.5
％；
W 3.1
％
‑
4.9
％；
Mo 0
％
‑
1.20
％；
Nb 0.7
％
‑
1.7
％；
C 0.005
％
‑
0.15
％；
B 0.003
％
‑
0.03
％；
Zr0.005
％
‑
0.08
％；以及余量
Ni
，
Al+Ti≤6
％，且
W+1/2Mo≤6.5
％
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为
1050℃
‑
1120℃
，处理时间为2‑
6h。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理包括一级时效处理，所述一级时效处理的温度为
800
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相伟，张友昭，罗灏，钟玉梅，杨帆，
申请(专利权)人：中科布拉菲材料技术东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：