選區(qū)激光熔化IN718合金室溫及高溫拉伸性能研究*

仇昌越，何 蓓，4，5，陳昊秀，湯海波，4，5

（1.北京航空航天大學(xué)大型金屬構(gòu)件增材制造國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100191；2. 大型整體金屬構(gòu)件激光直接制造教育部工程研究中心，北京 100191；3. 大型關(guān)鍵金屬構(gòu)件激光直接制造北京市工程技術(shù)研究中心，北京 100191；4.北京航空航天大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院，北京 100191；5.北京航空航天大學(xué)寧波創(chuàng)新研究院，寧波 315832）

IN718 是一種沉淀強(qiáng)化型鎳基高溫合金，由于其Nb 含量較高，以體心四方γ″為主要強(qiáng)化相，面心立方γ′相為輔助強(qiáng)化相[1]。目前，IN718 已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)中廣泛應(yīng)用的高溫合金。但由于一些航空部件用量少且具有復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，采用鑄造或鍛造制備時(shí)工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)、材料利用率低[2]。選區(qū)激光熔化技術(shù)利用激光逐點(diǎn)熔化粉末床并逐層沉積，特別適于制造具有復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的鈦合金、高溫合金等零件。選區(qū)激光熔化激光束斑細(xì)小可至幾十μm，成形件精度高，且由于功率密度高，該工藝可實(shí)現(xiàn)高冷卻速度與高溫度梯度，獲得細(xì)小凝固組織[3-4]。但是，由于高溫度梯度和快速冷卻速率，IN718 合金沉淀相的析出被抑制，形成非平衡相和過飽和固溶體，沒有達(dá)到沉淀強(qiáng)化效果，導(dǎo)致材料強(qiáng)度較低[5]。Str??ner等[6]采用選區(qū)激光熔化工藝制備的IN718 合金抗拉強(qiáng)度比熱處理態(tài)低約300MPa。早期研究表明，選區(qū)激光熔化IN718 高溫合金經(jīng)熱處理后[7]，材料硬度與強(qiáng)度得到明顯提升，可與鍛件相當(dāng)[8]。Du 等[9]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，選區(qū)激光熔化IN718 合金的室溫與650℃高溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到最佳。趙衛(wèi)衛(wèi)等[10]發(fā)現(xiàn)激光熔化沉積IN718 熱處理態(tài)的室溫、高溫拉伸強(qiáng)度和塑性都達(dá)到了高強(qiáng)鍛件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。……