大尺寸薄壁Inconel 718環件粉末熱等靜壓近凈成形*

吳 杰，徐 磊，崔瀟瀟，崔玉友，孫文儒，楊 銳

（中國科學院金屬研究所鈦合金研究部，沈陽 110016）

Inconel 718 合金，是以體心四方γ"(Ni3Nb)為主要強化相和面心立方γ′(Ni3(Ti, Al))為次要強化相的沉淀強化鎳基高溫合金[1–4]。Inconel 718合金在–253～650℃溫度范圍內具有良好的綜合力學性能；在650℃時具有強度高、抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕、熱加工性能和焊接性能好的特點，在航空、航天、核能和石油工業中得到了極為廣泛的應用。Inconel 718 合金的另一特點是顯微組織和綜合力學性能對熱響應敏感，通過掌握合金中相溶解和析出規律及組織與性能之間的關系，設計不同的成形工藝，滿足不同服役環境對材料的綜合性能需求[5–9]。

大尺寸薄壁Inconel 718 環件目前主要采用精密鑄造或塑性成形+機加工的成形工藝，精密鑄造存在合金成分偏析、縮孔、縮松和冷隔等鑄造缺陷；鍛件+機加工存在鍛件各處顯微組織不均勻、鍛件各處性能不一致且存在性能散差、材料利用率低

等問題。粉末冶金近凈成形又稱“粉末鑄造”，在歐美等發達國家被稱為精密鑄造的升級版，能夠徹底解決精密鑄造以及鍛件+機加工的諸多難題[10–14]。在粉末高溫合金研究和生產領域，俄羅斯與美國同時開展研究工作。美國普遍采用氬氣霧化（AA）制粉+熱等靜壓+熱變形工藝流程制備粉末高溫合金復雜部件；俄羅斯普遍采用等離子旋轉電極工藝（PREP）制粉+直接熱等靜壓工藝流程制備粉末高溫合金復雜部件[15–18]。本文旨在采用氬氣霧化制粉+直接熱等靜壓近凈成形工藝方法，成形出尺寸和表面質量滿足加工要求、綜合力學性能接近鍛件水平的粉末制件，解決大尺寸薄壁Inconel 718 環件毛坯成形問題。……