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上海乾福金屬材料有限公司


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GH3536高溫合金特性GH3536物理功能

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更新時(shí)間：2022-06-30 16:19:01瀏覽次數(shù)：152次

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所在地區(qū)：上海上海市

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

本實(shí)驗(yàn)采用氣霧化球形GH3536合金粉末作為SLM沉積原料，合金粉末的化學(xué)成分如下圖所示，符合GB/T14992-2005中GH3536高溫合金的成分要求。

詳細(xì)介紹

GH3536材質(zhì)介紹

 

GH3536合金是一種主要以鉻和鉬固溶強(qiáng)化的鎳基高溫合金（對(duì)應(yīng)牌號(hào)為Hastelloy-X），具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性能，在900℃仍具有中等的持久和蠕變強(qiáng)度，適用于制造高溫服役結(jié)構(gòu)的熱端零部件，如尾錐體、渦流排氣管和燃燒噴嘴殼體等。然而此類(lèi)部件形狀復(fù)雜，內(nèi)部往往還存在流道或多孔結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)工藝多采用多次焊接復(fù)合而成，不僅難以保證尺寸精度，還會(huì)影響氣體流的穩(wěn)定性，即使通過(guò)精鍛工藝也難以滿足制造業(yè)的需求。選區(qū)激光熔化成形技術(shù)（selective laser melting,SLM）是一種以激光為熱源，通過(guò)對(duì)金屬粉末層進(jìn)行逐點(diǎn)熔化，逐線搭接，逐層凝固堆積的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高復(fù)雜度零件的一體化“近凈成形"技術(shù)，使得制約GH3536合金件加工的瓶頸問(wèn)題迎刃而解。但由于SLM成形過(guò)程中合金粉末需在特定的極短交互時(shí)間內(nèi)完成熔化、凝固和冷卻，局部化熱輸入造成*的溫度梯度與凝固過(guò)程中產(chǎn)生的較大殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致合金出現(xiàn)組織缺陷與成分偏析。因此，選區(qū)激光熔化成形件通常需進(jìn)行后熱處理來(lái)修復(fù)合金內(nèi)部缺陷，調(diào)控顯微組織的成分、結(jié)構(gòu)并改善合金的力學(xué)性能。

實(shí)驗(yàn)材料選取

本實(shí)驗(yàn)采用氣霧化球形GH3536合金粉末作為SLM沉積原料，合金粉末的化學(xué)成分如下圖所示，符合GB/T14992-2005中GH3536高溫合金的成分要求。

化學(xué)成分：

C

Cr

Ni

Co

W

Mo

Al

Ti

0.05-0.15

20.5-23.0

余量

0.50-2.50

0.20-1.0

8.0-10.0

0.50

0.15

Fe

B

Mn

Si

P

S

Cu


17.0-20.0

0.01

1.0

1.0

0.025

0.015

0.50


實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

不同熱處理態(tài)的GH3536合金的室溫拉伸性能

對(duì)沿不同方向制備的SLM試樣、ST試樣和HIP試樣進(jìn)行室溫拉伸測(cè)試，并與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB 5497-1992進(jìn)行了對(duì)比。3種試樣在室溫下沿橫/縱向的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均超過(guò)鍛件標(biāo)準(zhǔn)的要求，但延伸率各有不同。SLM試樣沿橫向抗拉強(qiáng)度為769 MPa，比縱向高58 MPa；橫向屈服強(qiáng)度為465 MPa，比縱向高44 MPa；縱向延伸率為27.81%，比橫向高7.21%；即室溫下SLM試樣的拉伸性能存在各向異性合金的拉伸性能不僅受材料固有特性的影響，還與顯微組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，對(duì)于SLM成形的試樣則更要考慮到熔池界的影響。SLM試樣的微觀組織可視為“熔池界-超細(xì)柱狀亞晶"的交錯(cuò)分布組成。一般來(lái)說(shuō)，晶粒越細(xì)小抗拉強(qiáng)度越高，塑性越好。熔池界包圍區(qū)域內(nèi)為細(xì)長(zhǎng)的柱狀微晶，均勻分布，保證了SLM試樣的高強(qiáng)度和良好的塑性，而空間分布的熔池界則會(huì)極大地影響SLM試樣的塑性。由于熔池界的結(jié)合性能本身弱于晶界，而且熔池搭接區(qū)的熔池界還存在局部“粗晶區(qū)"，使得熔池界成為試樣的性能薄弱區(qū)。當(dāng)SLM試樣進(jìn)行塑性變形時(shí)將優(yōu)先沿熔池界進(jìn)行滑移。而單位面積內(nèi)試樣在縱向截面的熔池界（長(zhǎng)度）數(shù)量要遠(yuǎn)多于橫向截面，這意味著當(dāng)SLM試樣沿縱向進(jìn)行拉伸時(shí)，塑性變形更易進(jìn)行，因此在宏觀上表現(xiàn)出更優(yōu)秀的延伸率，但抗拉強(qiáng)度略低于橫向。

ST試樣沿橫向的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度分別為695和382 MPa，延伸率為31.13%。沿縱向的力學(xué)性能與橫向基本相同，這與橫/縱向顯微組織相似的觀察結(jié)果相一致。熔池界的消除是ST試樣拉伸性能各向異性消失的主要原因。固溶處理消除了沉積態(tài)試樣的氣孔和裂紋等缺陷，且高溫處理會(huì)促進(jìn)組織中奧氏體數(shù)量的增多，導(dǎo)致ST試樣的延伸率明顯提高，與SLM試樣的橫向延伸率相比提高了10.53%。但固溶處理會(huì)使合金晶粒在高溫下發(fā)生再結(jié)晶與長(zhǎng)大，導(dǎo)致其拉伸斷裂強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度發(fā)生明顯降低。HIP試樣與ST試樣的室溫拉伸力學(xué)行為相類(lèi)似，但橫/縱向的抗拉強(qiáng)度約為728 MPa，屈服強(qiáng)度為429 MPa。雖然抗拉強(qiáng)度較SLM試樣的橫向抗拉強(qiáng)度低約41MPa，但比其縱向抗拉強(qiáng)度提高了11 MPa。延伸率達(dá)到38.65%，比ST試樣提升了7.52%，比SLM試樣的縱向延伸率提高了38.9%。HIP試樣的強(qiáng)度并未像ST試樣出現(xiàn)明顯的下降，這主要得益于合金內(nèi)部缺陷的消除與晶界形態(tài)的變化。

可供應(yīng)各種規(guī)格的板材、棒材、帶材、絲材、圓餅、環(huán)坯、環(huán)形鍛件。棒材 以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車(chē)光供應(yīng)；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應(yīng)；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應(yīng)；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應(yīng)；帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤(pán)狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。

 

 

 


關(guān)鍵詞：金屬粉末

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