农必重，张亚洲，刘祖铭，魏冰，曹镔

氩气雾化制备新型镍基高温合金粉末的微观结构和性能

农必重，张亚洲，刘祖铭，魏冰，曹镔

(中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083)

采用氩气雾化制备Al、Ti总质量分数小于4%的选区激光熔融用新型镍基高温合金粉末，对粉末的成分、物相组成、形貌、微观结构和性能等进行分析和表征。结果表明，新型镍基高温合金粉末的Al、Ti总质量分数为3.82%。小粒径粉末(粒径<20 μm)内部结构致密，以胞状晶组织为主，成分均匀，显微硬度(HV)达到265。随粉末粒径增大，粉末内部树枝晶数量增多，少量大粒径(粒径＞40 μm)粉末内部出现凝固缩孔和颗粒包覆缺陷。筛分后得到的粒径为15～44 μm的粉末，粒径分布集中，中位径V50为19.7 μm，流动性和松装密度分别达到15.14 s/50 g和4.15 g/cm3。

氩气雾化；镍基高温合金；微观结构；粉末性能；Al、Ti总含量

René104合金是美国宇航局(NASA)与通用电气(GE)共同研制的第三代粉末镍基高温合金，具有优异的抗蠕变、耐磨损、损伤容限以及高温强度等性能，是制备先进航空发动机涡轮盘等热端部件的优选结构材料[1-2]。René104合金的传统制备工艺流程包括氩气雾化制粉、粉末热等静压、挤压和锻造成形[3]。先进航空发动机对复杂形状零部件的一体化设计和制备提出了迫切需求，而传统工艺制备复杂形状构件非常困难，特别是含有大量难熔元素的粉末镍基高温合金。选区激光熔融(selective laser melting，SLM)技术因在制备复杂形状金属零部件方面的独特优势而受到广泛关注[4-5]，已用于Inconel718[6−7]、Inconel738LC[8−9]、CM247LC[10−11]和René104[12−14]等多种镍基高温合金的成形，但γ′Ni3(Ti,Al)相含量高的镍基高温合金在SLM成形过程中会发生严重开裂。在大角度晶界形成的γ/γ′共晶组织是导致René104合金开裂的主要原因[13]，并且难以通过优化工艺参数[14]、改变扫描策略[12]来避免裂纹的产生。激光直接沉积(direct laser fabrication，DLF)制备René104合金也存在同样的问题[15]。因此，开裂已成为制约René 104镍基高温合金激光成形的关键问题。……