【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，属于增材制造。
技术介绍
1、hastelloy x合金是一种主要以固溶强化元素mo、w和cr为主的镍基高温合金，熔点温度范围在1260～1355℃。因其具有优异的可焊性能和多功能性能(如优异的耐蚀性、高抗氧化性和高强度)而被广泛应用于航空航天、石油、化工和核能等行业。然而，传统的制造工艺难以满足结构复杂、精度高的轻量化零件的要求。金属构件的增材制造(am)作为制造高性能金属构件的主要手段，得到了广泛的研究，因为它可以制造具有复杂几何形状的构件。
2、选区激光熔化(selective laser melting，slm)技术制备的镍基高温合金零件的晶粒主要为柱状晶和部分等轴晶。其基本相组成为γ、γ′、laves相和部分mc碳化物。脆性相的存在导致slm直接成形零件的力学性能和蠕变性能远低于航空航天锻件的标准，因此有必要进行后处理以改善其力学性能。
3、cn116586634a提供了一种选择性激光熔化镍基高温合金gh3536的热处理方法，其包括：制备gh3536镍合金样品；将热处理炉升温，并用热电偶测试加热结束的实际温度；将gh3536镍合金样品放置热处理炉内中心位置，保温；保温结束，将gh3536镍合金样品取出并随炉冷至室温。但该技术方案的问题在于：选择性激光熔化技术在制备过程中会因为其较高的冷却速率和较大的温度梯度，使得合金内部存在大量的残余应力，从而造成微裂纹的产生，造成其力学性能的下降。
4、cn11
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的是提出一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，该制备方法结合选区激光熔化成型、热等静压处理、固溶处理和去应力退火，解决了现有技术中存在的微裂纹、气孔等缺陷无法闭合的问题，同时使晶粒或晶界的析出相弥散分布，减小基体内部的残余应力，应力集中情况消失，获得综合力学性能优异的hastelloy x镍基高温合金。
2、本专利技术实现其专利技术目的所采取的技术方案是：一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，其步骤如下：
3、s1、选区激光熔化成型：利用激光器按照预先设定的扫描路径对铺展在基板上的hastelloy x镍基高温合金粉末进行选区激光熔化成型，得到hastelloy x镍基高温合金；所述选区激光熔化成型的工艺参数为：光斑面积2.5-3.5mm，层厚20-35μm，激光功率150-190w，扫描速度1000-1100mm/s，扫描间距0.07-0.11mm；所述hastelloy x镍基高温合金粉末按照质量百分含量由如下合金元素组成：w cr＝20.0％-23.0％、w mo＝6.5％-10.0％、wfe＝17.0％-20.0％、w co＝0.5％-2.5％、w w＝0.2％-1.0％、w ni余量；
4、s2、热等静压处理：将选区激光熔化成型的hastelloy x镍基高温合金进行热等静压处理；所述热等静压处理温度为1110℃-1130℃，时间为100-140min，压力为140-160mpa，热等静压处理后将hastelloy x镍基高温合金随炉冷却至室温；
5、s3、固溶处理：将经过热等静压处理的hastelloy x镍基高温合金进行固溶处理；所述固溶处理温度为1110℃-1130℃，时间为115-125min，固溶处理后将hastelloy x镍基高温合金空冷至室温；
6、s4、去应力退火处理：将经过固溶处理的hastelloy x镍基高温合金进行去应力退火处理；所述去应力退火的温度为750℃-770℃，时间为20-40min；
7、所述选区激光熔化成型、热等静压处理、固溶处理和去应力退火处理均在氩气气氛保护下进行。
8、进一步，本专利技术所述步骤s1选区激光熔化成型中，hastelloy x镍基高温合金粉末的粒度分布范围为15～53μm，其中d(10)为21.77μm，d(50)为34.19μm，d(90)为53.0μm，d(95)为61.20μm。
9、进一步，本专利技术所述步骤s1选区激光熔化成型中，每一层扫描方向在前一层打印方向的基础上旋转67°。这样可以优化材料的微观结构，确保每一层能够均匀熔化，提高致密度和表面粗糙度，同时在一定程度上减少加工过程中的残余应力。
10、进一步，本专利技术所述热等静压处理的具体操作是将选区激光熔化成型的hastelloy x镍基高温合金置于热等静压炉中，以8-10℃/min的速率从室温升温至热等静压处理温度，进行保温并加压，保温时长为热等静压处理时间。
11、进一步，本专利技术所述固溶处理的具体操作是将经过热等静压处理的hastelloy x镍基高温合金置于热处理炉中，以8℃/min-10℃/min的升温速率升温至固溶处理温度，进行保温，保温时长为固溶处理时间。
12、更进一步，本专利技术在对经过热等静压处理的hastelloy x镍基高温合金进行固溶处理之前，先进行预保温处理，所述预保温处理的具体操作是将hastelloy x镍基高温合金置于热处理炉中，以8℃/min的升温速率升温至800℃，保温30min。
13、进一步，本专利技术所述在将选区激光熔化成型的hastelloy x镍基高温合金进行热等静压处理之前，先对hastelloy x镍基高温合金进行清洗，具体清洗方法是将hastelloyx镍基高温合金用砂纸将六个面稍微打磨以除去自然时效产生的表面氧化膜，后用超声波清洗机振洗20-30s以除去表面废粉。
14、本专利技术的原理及有益效果是：
15、通过选区激光熔化成型实现hastelloy x镍基高温合金制造，能够快速精准的制造出形状复杂的合金，但由于快速成型制造的冷却速度极快，成型后试样内部温度梯度很大，试样内部的热应力极高，会出现微裂纹等缺陷。为解决此问题，本专利技术用三个步骤进行热处理，第一步先进行热等静压处理，通过高温高压的环境，使材料内部的未熔颗粒熔化，熔池内部枝晶亚结构消失，熔池线消失，晶粒趋于均匀，材料趋于各向同性，改善了材料的微观组织结构，有效消除孔洞与裂纹，对材料的塑性有所提升；但合金的枝晶亚结构的消失及晶粒的长大导致其强度和硬度明显下降，并在晶界处会出现大量析出的碳化物，因此第二步进行固溶处理，合金晶界处大量的碳化物回溶到基体中，基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S1选区激光熔化成型中，Hastelloy X镍基高温合金粉末的粒度分布范围为15～53μm，其中D(10)为21.77μm，D(50)为34.19μm，D(90)为53.0μm，D(95)为61.20μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S1选区激光熔化成型中，每一层扫描方向在前一层打印方向的基础上旋转67°。
4.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述热等静压处理的具体操作是将选区激光熔化成型的HastelloyX镍基高温合金置于热等静压炉中，以8-10℃/min的速率从室温升温至热等静压处理温度，进行保温并加压，保温时长为热等静压处理时间。
5.根据权利要求1所述的一种基
6.根据权利要求1或5所述的一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述在对经过热等静压处理的Hastelloy X镍基高温合金进行固溶处理之前，先进行预保温处理，所述预保温处理的具体操作是将Hastelloy X镍基高温合金置于热处理炉中，以8℃/min的升温速率升温至800℃，保温30min。
7.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的Hastelloy X镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述在将选区激光熔化成型的Hastelloy X镍基高温合金进行热等静压处理之前，先对Hastelloy X镍基高温合金进行清洗，具体清洗方法是将Hastelloy X镍基高温合金用砂纸将六个面稍微打磨以除去自然时效产生的表面氧化膜，后用超声波清洗机振洗20-30s以除去表面废粉。
...【技术特征摘要】
1.一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，其步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s1选区激光熔化成型中，hastelloy x镍基高温合金粉末的粒度分布范围为15～53μm，其中d(10)为21.77μm，d(50)为34.19μm，d(90)为53.0μm，d(95)为61.20μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s1选区激光熔化成型中，每一层扫描方向在前一层打印方向的基础上旋转67°。
4.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术的hastelloy x镍基高温合金的制备方法，其特征在于：所述热等静压处理的具体操作是将选区激光熔化成型的hastelloyx镍基高温合金置于热等静压炉中，以8-10℃/min的速率从室温升温至热等静压处理温度，进行保温并加压，保温时长为热等静压处理时间。
5.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐轶，刘翔宇，陈子豪，朱星桦，方艺衡，陈博文，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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