金属热处理

作者：谭科杰, 谢锦丽, 秦海龙, 徐斌, 董行, 毕中南, 张继

单位：1.钢铁研究总院有限公司 高温合金新材料北京市重点实验室, 北京 100081;；2.北京钢研高纳科技股份有限公司, 北京 100081;；3.北京钢研高纳科技股份有限公司 平度分公司, 山东 青岛 266736

关键词：镍基高温合金,选区激光熔化,热处理,组织, 性能,裂纹

基金：国家自然科学基金(12205055);国家重点研发计划 (2021YFB3702500)

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备TS5镍基高温合金,通过不同保温温度、升温速率和保温时间的热处理工艺,分析了热处理对SLM成形TS5合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态TS5合金裂纹占比0.07%,平均晶粒截面粒径为66.94 μm,具有低的打印成形开裂倾向与稳定的成形组织。沉积态TS5合金以0.1 ℃/s升温至900 ℃时,γ′相在升温过程中析出。而较快的升温速率可以抑制TS5合金在升温过程中γ′相的析出,特别是当升温速率大于50 ℃/s时,γ′相的析出被完全抑制。在850 ℃下分别保温10、60、240 min时,γ′相体积分数分别为26.2%、37.7%和47.1%,析出量逐渐增加;γ′相尺寸分别为22.2、40.5、58.9 nm。拉伸测试显示,沉积态TS5合金随着热处理温度升高,抗拉强度逐步降低,650 ℃与750 ℃的屈服强度分别为873 MPa和768 MPa;850 ℃和950 ℃的拉伸过程出现脆断现象。电子背散射衍射(Electron back-scatter diffraction,EBSD)发现裂纹主要出现在大角度晶界处。综上所述,合理的快速升温配合短时保温有利于避免升温过程的相变内应力,有效提升晶界强度,对SLM成形TS5合金避免热处理过程的畸变开裂至关重要。

来源：2024年第4期

《金属热处理》期刊编辑部

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