熱處理對3D打印Inconel718合金組織和力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、Inconel718合金構(gòu)件的傳統(tǒng)制造工藝為鍛造，而相比傳統(tǒng)的鍛造成形工藝，3D打印技術(shù)具有生產(chǎn)周期短、易于制備復(fù)雜零件以及生產(chǎn)成本低等特點，因此本文采用3D打印的激光選區(qū)熔化（SLM）工藝制備了Inconel718合金/TiC納米顆粒增強Inconel718合金構(gòu)件，并對該合金進行了固溶處理、固溶+時效處理，研究了不同熱處理工藝下合金組織演變規(guī)律和δ相、γ"相和γ′相等析出相析出規(guī)律。研究了析出相和TiC納米顆粒添加與合金力學(xué)行為（抗

2、拉強度、維氏硬度和延伸率）的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并分析了相關(guān)影響機制。主要結(jié)論如下：
　　SLM成形Inconel718合金沉積態(tài)組織中存在似橢圓狀痕跡，其大小不一，具有明顯方向性；橢圓狀組織由柱狀晶組成。合金經(jīng)940℃～1100℃固溶后，柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S細晶，組織可析出兩種形貌特征δ相：短棒狀和針狀，δ相的化學(xué)式為Ni3Nb。在固溶溫度為940℃～980℃時，在晶界可析出短棒狀δ相，而晶內(nèi)析出針狀δ相，且斷口表面存在大小不均的韌窩和少量孔

3、洞、裂紋源，明顯表現(xiàn)為塑性斷裂特征。固溶溫度超過1000℃時，晶內(nèi)針狀δ相基本消失，主要為晶界處短棒狀δ相析出，數(shù)量明顯減少，且斷口處韌窩相比固溶溫度較低時增多增大。
　　短棒狀δ相析出可阻礙合金在拉伸塑性變形過程中的位錯運動，是合金在940℃～980℃固溶后其抗拉強度和維氏硬度明顯高于沉積態(tài)的主要因素之一。合金在固溶溫度為1020℃～1100℃時，組織中晶粒與固溶溫度為940℃～980℃時相比明顯粗化，且因有害相Laves相基本

4、溶解和枝晶偏析現(xiàn)象得到改善，合金延伸率有所提高。
　　合金在620-720℃時效處理后在晶內(nèi)析出大量彌散分布的針狀δ相，以及圓盤狀γ"相和細小黑點狀γ′相。γ"和γ′相與基體γ相共格，可產(chǎn)生顯著的共格強化效果，是合金經(jīng)時效處理后抗拉強度顯著提高的主要原因之一。
　　合金添加TiC顆粒后，其沉積態(tài)組織中柱狀晶粒更細小，且在熱處理過程中其組織中析出相與未添加TiC時具有相似的析出規(guī)律。由于TiC顆粒與基體結(jié)合良好，在相同熱處理工