GH3536高溫合金特性GH3536物理功能

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更新時間：2022-06-30 16:19:01瀏覽次數(shù)：174次

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  有色金屬合金

高溫合金

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上海乾福金屬材料有限公司

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產(chǎn)品簡介

本實驗采用氣霧化球形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。

詳細介紹

GH3536材質介紹

GH3536合金是一種主要以鉻和鉬固溶強化的鎳基高溫合金（對應牌號為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度，適用于制造高溫服役結構的熱端零部件，如尾錐體、渦流排氣管和燃燒噴嘴殼體等。然而此類部件形狀復雜，內(nèi)部往往還存在流道或多孔結構，傳統(tǒng)工藝多采用多次焊接復合而成，不僅難以保證尺寸精度，還會影響氣體流的穩(wěn)定性，即使通過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（selective laser melting,SLM）是一種以激光為熱源，通過對金屬粉末層進行逐點熔化，逐線搭接，逐層凝固堆積的方式來實現(xiàn)高復雜度零件的一體化“近凈成形"技術，使得制約GH3536合金件加工的瓶頸問題迎刃而解。但由于SLM成形過程中合金粉末需在特定的極短交互時間內(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程中產(chǎn)生的較大殘余應力會導致合金出現(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行后熱處理來修復合金內(nèi)部缺陷，調(diào)控顯微組織的成分、結構并改善合金的力學性能。

實驗材料選取

本實驗采用氣霧化球形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

實驗結果分析

不同熱處理態(tài)的GH3536合金的室溫拉伸性能

對沿不同方向制備的SLM試樣、ST試樣和HIP試樣進行室溫拉伸測試，并與工業(yè)標準HB 5497-1992進行了對比。3種試樣在室溫下沿橫/縱向的抗拉強度與屈服強度均超過鍛件標準的要求，但延伸率各有不同。SLM試樣沿橫向抗拉強度為769 MPa，比縱向高58 MPa；橫向屈服強度為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，還與顯微組織結構有關，對于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-超細柱狀亞晶"的交錯分布組成。一般來說，晶粒越細小抗拉強度越高，塑性越好。熔池界包圍區(qū)域內(nèi)為細長的柱狀微晶，均勻分布，保證了SLM試樣的高強度和良好的塑性，而空間分布的熔池界則會極大地影響SLM試樣的塑性。由于熔池界的結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SLM試樣進行塑性變形時將優(yōu)先沿熔池界進行滑移。而單位面積內(nèi)試樣在縱向截面的熔池界（長度）數(shù)量要遠多于橫向截面，這意味著當SLM試樣沿縱向進行拉伸時，塑性變形更易進行，因此在宏觀上表現(xiàn)出更優(yōu)秀的延伸率，但抗拉強度略低于橫向。

ST試樣沿橫向的抗拉強度與屈服強度分別為695和382 MPa，延伸率為31.13%。沿縱向的力學性能與橫向基本相同，這與橫/縱向顯微組織相似的觀察結果相一致。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，且高溫處理會促進組織中奧氏體數(shù)量的增多，導致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%。但固溶處理會使合金晶粒在高溫下發(fā)生再結晶與長大，導致其拉伸斷裂強度和屈服強度發(fā)生明顯降低。HIP試樣與ST試樣的室溫拉伸力學行為相類似，但橫/縱向的抗拉強度約為728 MPa，屈服強度為429 MPa。雖然抗拉強度較SLM試樣的橫向抗拉強度低約41MPa，但比其縱向抗拉強度提高了11 MPa。延伸率達到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)、表面磨光或車光供應；圓餅和環(huán)坯以鍛態(tài)供應；環(huán)件以固溶狀態(tài)供應；板材經(jīng)固溶、堿酸洗、矯直和切邊后供應；帶材經(jīng)冷軋、固溶、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態(tài)交貨。

關鍵詞：金屬粉末