激光粉末床熔融鎳基高溫合金開裂行為研究

編號(hào)：CYYJ043406

篇名：激光粉末床熔融鎳基高溫合金開裂行為研究

作者：李鑫 程向 胡鵬飛 劉壯壯

關(guān)鍵詞： 鎳基高溫合金 激光粉末床熔融 鑄造 開裂行為

機(jī)構(gòu)： 北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院材料先進(jìn)制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院現(xiàn)代交通金屬材料與加工技術(shù)北京實(shí)驗(yàn)室

摘要： 增材制造專用鎳基高溫合金研發(fā)需要經(jīng)歷成分設(shè)計(jì)-制粉-打印-表征,該過程周期長(zhǎng)、成本高,嚴(yán)重限制了增材制造用新型合金的快速研發(fā)和應(yīng)用。針對(duì)這一問題,本文提出以激光掃描合金塊體材料評(píng)價(jià)其粉末材料打印性的思路,避免成分設(shè)計(jì)過程多次制粉。以4種典型鎳基高溫合金(Inconel 718,Hastelloy X,CM247LC,Inconel 939)為研究對(duì)象,采用激光掃描合金粉體和塊體材料,研究不同合金在激光掃描其粉體和塊體過程中的開裂關(guān)聯(lián)性。結(jié)果表明,裂紋敏感性低的Inconel 718合金,激光掃描粉體和塊體試樣中均未發(fā)現(xiàn)裂紋;裂紋敏感性高的CM247LC和Inconel 939合金,激光掃描粉體試樣中存在由于凝固末期枝晶間液相補(bǔ)給不足,在熱收縮拉應(yīng)力下形成的凝固裂紋和熱循環(huán)過程殘余應(yīng)力導(dǎo)致的固態(tài)裂紋,而激光掃描塊體試樣中僅存在凝固裂紋,表明兩種狀態(tài)試樣裂紋類型不同,但開裂趨勢(shì)一致;裂紋敏感性介于上述合金之間的Hastelloy X合金,激光掃描粉體試樣可在一定工藝窗口范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無裂紋,而激光掃描塊體試樣時(shí),在本文采用的所有參數(shù)下均存在裂紋,兩種狀態(tài)試樣開裂趨勢(shì)存在差異,但均為凝固裂紋。