δ相对激光选区熔化成形GH4169合金持久性能的影响
2021-12-15雷力明
机械工程材料 2021年7期
关键词:裂纹
石 磊,雷力明,王 威,付 鑫
(中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司,上海 201306)
0 引 言
GH4169合金是一种沉淀强化型Ni-Cr-Fe基高温合金,具有较高的高温强度、优异的抗疲劳和抗蠕变性能,主要用于制造航空发动机及各种工业燃气轮机中的高温部件[1]。GH4169合金主要依靠γ″-Ni3Nb共格相进行强化,且合金中铝与钛的总质量分数较低(低于2%),因此合金具有良好的焊接性能[2];激光选区熔化(SLM)技术利用高能激光束对粉末床预置粉体进行逐层分区扫描熔化,由三维模型直接制造出近终形零件,具有成形约束小、制造流程短、材料利用率高等优点。因此,SLM技术可用于制造GH4169合金复杂结构件。
与传统铸锻造组织类似,SLM成形GH4169组织中的第二相主要包括γ″相、γ′相、δ相、Laves相等[3],而第二相的形貌与含量对合金性能具有重要的影响[3-8]。研究表明,δ相的形貌与含量对铸锻造态GH4169合金高温性能有显著的影响。合金组织晶界处分布的类球状δ相可阻碍高温蠕变和高温疲劳过程中裂纹的萌生和扩展,从而延长合金的持久寿命,并提高合金的持久塑性[9];合金组织中的针状δ相会阻碍水平晶界的迁移,促进沿晶脆性开裂的发生,导致合金塑性的降低[10]。SLM成形GH4169合金组织与铸锻态组织的差异较大,δ相对其高温性能可能产生不同的影响,而目前有关δ相对SLM成形GH4169合金力学性能,尤其是对高温性能的研究报道较少。因此,作者采用SLM技术制备GH4169合金,然后设计热等静压+时效与热等静压+固溶+时效2种热处理制度控制δ相的析出,研究了δ相对合金持久性能的影响,拟为GH4169合金高温性能的优化提供试验依据。……
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