激光选区熔化GH3536镍基高温合金的微观组织和晶体取向
发布时间：2021-03-22 18:46
采用激光选区熔化方法（selective laser melting,SLM）制备了高致密度GH3536镍基高温合金,分析了激光选区熔化成形GH3536合金显微组织和晶体取向。结果表明:随着激光能量密度的升高,成形试样的致密度先升高后降低,当激光能量密度为180～230 J·m-1时,致密度达到99.55%以上,组织存在着明显的各向异性,垂直于构建方向的组织呈"棋盘状"形貌,晶粒大多数为等轴晶（长宽比为1.83）且得到了细化(dmean=11.23μm),尤其熔池搭接区域晶粒更加细小（5μm）以下),而平行于构建方向为"鱼鳞状"形貌,大多数为柱状晶（长宽比为2.83）,晶粒直径较大(dmean=25 96μm)。同时SLM成形GH3536镍基高温合金存在明显的择优取向,横截面上晶粒具有较强的<100>取向,垂直于构建方向和平行于构建方向均为立方织构{100}<001>。此外SLM凝固成形中晶粒生长对晶粒内晶体取向演变有着显著影响,横截面变形晶粒内的晶体取向变化不明显,纵截面变形晶粒内的晶体取向变化...
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
1 纵截面上区域B的晶体取向分布图
2 沿着图11中标记线晶粒内晶体取向演变
实验材料选用中航迈特公司气雾化制备的GH3536镍基高温合金粉末，化学成分如表1所示。粉末流动性良好（≤18 s/50 g），含氧量≤300μg/g，采用场发射扫描电镜观察粉末形貌如图1a所示，大多数粉末形貌近似圆形或球形，存在个别的不规则形状和椭圆形；采用激光粒度仪HELOS (H3751)测量粉末粒径如图1b所示，粉末粒径范围为15～53μm，平均粒径为33.56μm，粉末的物理属性符合SLM成形工艺。本次采用成型设备为SLM-100，在氮气保护环境中使用，其激光类型为光纤激光器、最大输出功率为500 W、激光波长1064 nm、光斑直径100μm、最大成形尺寸为150mm×150 mm×200 mm，最大制件质量为20 kg。本次成形工艺参数是激光功率为160,180,200,220 W，扫描速度为800,1000,1200,1400 mm/s，层厚为30μm，扫描间距为60μm，扫描策略每层旋转67o如图2所示。SLM成形的GH3536合金块状试样利用线切割从基板上切下来，采用超声波清洗仪反复清洗3次，每次清理3 min，然后利用阿基米德排水法测量不同工艺参数下的试样致密度，试样致密度计算公式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Inconel 738合金选区激光熔化成形组织性能的研究[J]. 许佳玉,丁雨田,胡勇,高钰璧,陈建军,杨倩. 稀有金属材料与工程. 2019(11)
[2]激光选区熔化Inconel 718合金高温腐蚀性能[J]. 滕庆,李帅,薛鹏举,田健,魏青松,史玉升. 中国有色金属学报. 2019(07)
[3]热处理对选择性激光熔炼IN718显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 吕旭东,温博,杜金辉. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
[4]体激光能量密度对选区激光熔化316L不锈钢各向异性的影响[J]. 宗学文,高倩,周宏志,张佳亮,齐腾博. 中国激光. 2019(05)
[5]激光选区熔化GH3536合金组织对力学性能的影响[J]. 薛珈琪,陈晓晖,雷力明. 激光与光电子学进展. 2019(14)
[6]TC4多孔件选区激光熔化成形及力学性能分析[J]. 李军超,臧艳艳,王维. 稀有金属材料与工程. 2018(02)
[7]激光能量密度对选区激光熔化（SLM）制品性能的影响及其机理研究[J]. 朱云天,杜开平,沈婕,张淑婷. 热喷涂技术. 2017(02)
[8]Microstructure and Fracture Behavior of 316L Austenitic Stainless Steel Produced by Selective Laser Melting[J]. R.Casati,J.Lemke,M.Vedani. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[9]缺口对GH3536镍基高温合金蠕变性能的影响[J]. 刘浩,王心美,刘大顺,温志勋,岳珠峰. 稀有金属材料与工程. 2014(10)
本文编号：3094301
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
1 纵截面上区域B的晶体取向分布图
2 沿着图11中标记线晶粒内晶体取向演变
实验材料选用中航迈特公司气雾化制备的GH3536镍基高温合金粉末，化学成分如表1所示。粉末流动性良好（≤18 s/50 g），含氧量≤300μg/g，采用场发射扫描电镜观察粉末形貌如图1a所示，大多数粉末形貌近似圆形或球形，存在个别的不规则形状和椭圆形；采用激光粒度仪HELOS (H3751)测量粉末粒径如图1b所示，粉末粒径范围为15～53μm，平均粒径为33.56μm，粉末的物理属性符合SLM成形工艺。本次采用成型设备为SLM-100，在氮气保护环境中使用，其激光类型为光纤激光器、最大输出功率为500 W、激光波长1064 nm、光斑直径100μm、最大成形尺寸为150mm×150 mm×200 mm，最大制件质量为20 kg。本次成形工艺参数是激光功率为160,180,200,220 W，扫描速度为800,1000,1200,1400 mm/s，层厚为30μm，扫描间距为60μm，扫描策略每层旋转67o如图2所示。SLM成形的GH3536合金块状试样利用线切割从基板上切下来，采用超声波清洗仪反复清洗3次，每次清理3 min，然后利用阿基米德排水法测量不同工艺参数下的试样致密度，试样致密度计算公式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Inconel 738合金选区激光熔化成形组织性能的研究[J]. 许佳玉,丁雨田,胡勇,高钰璧,陈建军,杨倩. 稀有金属材料与工程. 2019(11)
[2]激光选区熔化Inconel 718合金高温腐蚀性能[J]. 滕庆,李帅,薛鹏举,田健,魏青松,史玉升. 中国有色金属学报. 2019(07)
[3]热处理对选择性激光熔炼IN718显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 吕旭东,温博,杜金辉. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
[4]体激光能量密度对选区激光熔化316L不锈钢各向异性的影响[J]. 宗学文,高倩,周宏志,张佳亮,齐腾博. 中国激光. 2019(05)
[5]激光选区熔化GH3536合金组织对力学性能的影响[J]. 薛珈琪,陈晓晖,雷力明. 激光与光电子学进展. 2019(14)
[6]TC4多孔件选区激光熔化成形及力学性能分析[J]. 李军超,臧艳艳,王维. 稀有金属材料与工程. 2018(02)
[7]激光能量密度对选区激光熔化（SLM）制品性能的影响及其机理研究[J]. 朱云天,杜开平,沈婕,张淑婷. 热喷涂技术. 2017(02)
[8]Microstructure and Fracture Behavior of 316L Austenitic Stainless Steel Produced by Selective Laser Melting[J]. R.Casati,J.Lemke,M.Vedani. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[9]缺口对GH3536镍基高温合金蠕变性能的影响[J]. 刘浩,王心美,刘大顺,温志勋,岳珠峰. 稀有金属材料与工程. 2014(10)
本文编号：3094301
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