電磁攪拌激光立體成形GH4169合金的組織和力學性能研究.pdf

1、本文以鎳基高溫合金GH4169為研究材料，針對該合金在電磁攪拌激光立體成形過程的組織特點和力學性能進行了研究。采用金相顯微鏡（OM），場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、能譜（EDS）和電子背散射衍射（EBSD）等分析測試手段觀察合金在不同磁場強度下激光立體成形后的凝固組織特征，并對其力學性能進行測試，探討了其強化機理。研究的主要成果如下：
　　電磁攪拌激光立體成形GH4169合金仍具有外延連續(xù)生長晶粒特征，組織致密，無明顯冶金缺

2、陷；磁場作用下熔池液態(tài)金屬的劇烈對流作用可以減少沉積態(tài)試樣中枝晶間共晶Laves相數(shù)量，并改變其形貌，減弱合金元素偏析程度和一定程度上提高其顯微硬度；且電磁攪拌能使得道間搭接區(qū)和道內(nèi)區(qū)域的殘余應力差異減少。
　　EBSD技術(shù)分析表明，電磁攪拌能一定程度上提高激光立體成形GH4169合金沉積態(tài)晶粒的均勻性，但其晶粒晶界仍表現(xiàn)為大量各向異性的小角度柱狀晶晶界和極少量的亞晶晶界。因此，在所采用實驗參數(shù)內(nèi)電磁攪拌不能實現(xiàn)“枝晶破碎”并獲得

3、細小等軸晶組織。
　　再結(jié)晶過程分析表明，施加電磁攪拌的合金發(fā)生再結(jié)晶需要的孕育期更長，且再結(jié)晶溫度更高。形核位置更加隨機性，并非優(yōu)先在搭接區(qū)域，原始晶界的亞晶形核和弓出形核機制為再結(jié)晶早期的主要形核機制；當合金經(jīng)1100℃保溫60min時，無論是否施加電磁攪拌，合金內(nèi)部的晶粒都由原始柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變，消除了材料組織的各向異性；當電磁強度為50mT時，再結(jié)晶晶粒尺寸有所細化，而孿晶相關的晶粒細化機制為再結(jié)晶后期的主要機制。

4、>　　電磁攪拌對沉積態(tài)拉伸性能的強塑性有很大提高，當磁場強度達到50mT時，材料沉積態(tài)的抗拉強度達到1048MPa，提高了約100MPa，且延伸率能提高22％；固溶和雙級時效熱處理后，電磁攪拌對激光立體成形GH4169合金效果消除，不同磁場強度成形試樣間的強塑性差異變小，且強度塑性指標仍優(yōu)于鍛件標準。
　　電磁攪拌在一定程度上提高了沉積態(tài)試樣的室溫疲勞性能。所有試樣的裂紋源都位于試樣近表面，呈“魚眼”狀結(jié)構(gòu)；當磁場強度為50mT時