電子束快速成形GH4169合金組織特征及力學(xué)性能研究.pdf

1、本文采用電子束熔絲成形方法制備了 GH4169合金試樣，分析了電子束熔絲成形工藝參數(shù)的匹配關(guān)系，采用金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜（EDS）等分析測試手段研究了電子束熔絲成形GH4169合金的組織特征；獲得了成形后 GH4169合金力學(xué)性能，揭示了熱處理對成形態(tài)組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律。主要得到如下研究結(jié)果：
　　電子束流、送絲速度及成形速度是影響成形的關(guān)鍵參數(shù)，三者相互匹配可保證熔絲穩(wěn)定性和良好的成形；單道多

2、層成形時，隨堆積層數(shù)的增加成形高度增幅遞減；雙程送絲會加劇成形過程中的熱累積效應(yīng)，因此單道多層成形宜采用單程送絲；層高和熔積間距對多道多層成形有重要影響；多道多層采用間歇式成形有助于減少成形過程中的熱量累積效應(yīng)改善組織均勻性。
　　電子束熔絲快速成形GH4169合金成形良好，無明顯成形缺陷。從宏觀上可觀察到沿沉積方向生長的粗大柱狀晶，柱狀晶內(nèi)部出現(xiàn)了細(xì)長的樹枝晶，且呈現(xiàn)出很強(qiáng)的取向性。枝晶間距很小且枝晶間存在大量粗大Laves條帶

3、和少量MC相。層帶結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使得組織均勻性降低。多道多層試樣中出現(xiàn)了水平生長的枝晶，其附近Laves相很少且有等軸晶出現(xiàn)。成形合金宏觀偏析較弱，但在枝晶間與枝干處存在微觀偏析。
　　單道多層成形合金沿高度方向顯微硬度上升趨勢明顯。多道多層沿高度方向的顯微硬度先升高而后在較長距離內(nèi)在小范圍內(nèi)波動，最后迅速下降。同一層硬度均波動較小。成形態(tài)合金常溫拉伸強(qiáng)度較低，塑性較好；其斷裂方式為穿晶斷裂。
　　固溶后組織中的層帶結(jié)構(gòu)幾乎完全

4、消失，枝晶也逐步弱化。枝晶間條帶Laves明顯減少，轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒甚至消失。隨保溫時間的延長或固溶溫度的增加，合金發(fā)生再結(jié)晶，晶粒顯著長大。經(jīng)1100℃固溶1h后，層帶結(jié)構(gòu)也基本得到消除，枝晶間及其他區(qū)域的Laves相幾乎完全溶解，合金元素分布和組織均趨于均勻化。晶粒長大明顯且晶粒內(nèi)出現(xiàn)了一些孿晶。電子束熔絲快速成形 GH4169合金較佳的固溶工藝為1100℃保溫1h。經(jīng)1100℃×1.5h均勻化及1100℃×1.5h均勻化+980℃×1h

5、固溶（δ時效）處理后枝晶明顯弱化，晶粒明顯長大；后者晶粒相比前者有所細(xì)化但分布不均，同時晶粒內(nèi)出現(xiàn)較多孿晶。均勻化+固溶δ（時效）+雙時效處理后組織轉(zhuǎn)變?yōu)檩^細(xì)的等軸晶，但分布不均。
　　隨固溶溫度的提高或保溫時間的延長，沿高度方向上的硬度逐漸降低，且成形態(tài)硬度增大規(guī)律減弱，而1100℃固溶1h后高度方向硬度更是大幅度降低；同一層上的硬度也大幅度降低。而1160℃固溶1h及1100℃均勻化1.5h后硬度基本未變。均勻化+δ時效+雙級