本公開涉及鎳基高溫合金及其熱處理，具體涉及一種用于提升lpbf鎳基高溫合金蠕變性能的熱處理方法，以及通過該方法制備獲得的鎳基高溫合金。

背景技術(shù)：

1、鎳基高溫合金(如inconel?718)是典型的析出強化型高溫合金，因其在650℃以下具有優(yōu)異的強度、抗蠕變和抗疲勞性能，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的熱端部件。隨著航空航天裝備向高性能與復(fù)雜化發(fā)展的需求加速，inconel?718高溫合金在精密復(fù)雜構(gòu)件的整體化制造中面臨顯著挑戰(zhàn)。

2、以激光粉末床熔融(lpbf)為代表的增材制造技術(shù)因其不受零件幾何限制、生產(chǎn)周期短的優(yōu)勢，已在inconel?718高溫合金制造中得到廣泛應(yīng)用。然而，盡管lpbf工藝成形的inconel?718高溫合金在靜載力學(xué)性能上已可媲美甚至超越傳統(tǒng)鍛件，其蠕變性能仍顯著低于鍛件水平。

3、而導(dǎo)致這種性能差異的根源在于lpbf成形合金的獨特顯微組織特征，包括不規(guī)則的晶粒形貌和不均勻的晶粒尺寸等。這些特征導(dǎo)致晶界處應(yīng)力集中，顯著增加晶界裂紋的萌生數(shù)量和擴展速率，限制了材料的蠕變性能。因此，針對具有獨特顯微組織特征的lpbf成形inconel?718高溫合金，迫切需要尋找強化晶界的有效方式，以提升其蠕變性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開提出一種用于提升lpbf鎳基高溫合金蠕變性能的熱處理方法和由此獲得的鎳基高溫合金，以解決常規(guī)熱處理工藝應(yīng)用到lpbf成形鎳基高溫合金中導(dǎo)致其蠕變性能降低的技術(shù)問題。

2、第一方面，本公開提供一種用于提升lpbf鎳基高溫合金蠕變性能的熱處理方法，包括：對經(jīng)lpbf成形后的鎳基高溫合金進行包括第一保溫和在所述第一保溫后進行第一水冷的均勻化熱處理；對經(jīng)所述均勻化熱處理后的鎳基高溫合金進行包括第二保溫、在所述第二保溫后以第一冷卻速度降溫至不同固溶溫度后再進行第二水冷的固溶處理；以及對經(jīng)所述固溶處理后的鎳基高溫合金進行雙級時效熱處理以得到目標(biāo)鎳基高溫合金。

3、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，所述均勻化熱處理進一步包括在1080℃～1100℃的溫度進行2～3h的所述第一保溫后進行所述第一水冷。

4、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，所述固溶處理進一步包括在1020℃～1050℃的溫度進行0.5～1h的所述第二保溫后以所述第一冷卻速度降溫至不同固溶溫度后再進行所述第二水冷。

5、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，第一冷卻速度為0.01～5℃/min，所述不同固溶溫度為800℃～900℃。

6、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，所述雙級時效處理包括第三保溫、在所述第三保溫后以第二冷卻速度隨爐冷卻并進行第四保溫后再取出空冷至室溫。

7、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，所述雙級時效處理進一步包括：在700～720℃的溫度進行6～8h的第三保溫；在所述第三保溫后以30～80℃/h的所述第二冷卻速度隨爐冷卻到620～650℃并進行6～8h的所述第四保溫后，再取出后空冷至室溫。

8、根據(jù)第一方面的優(yōu)選實施方式，在所述雙級時效熱處理之前，所述方法還包括對經(jīng)所述固溶處理后的鎳基高溫合金在970～980℃的溫度進行0.5～1h的第五保溫。

9、第二方面，本公開提供一種根據(jù)第一方面任一項所述的熱處理方法制備獲得的鎳基高溫合金。

10、根據(jù)第二方面的優(yōu)選實施方式，鎳基高溫合金具有如下一項或多項特征：在晶界處分布有δ相、晶粒間的晶界包括鋸齒晶界、鋸齒晶界的平均振幅均大于1μm、平均波長均大于1.2μm。

11、根據(jù)第二方面的優(yōu)選實施方式，鎳基高溫合金具有如下一項或多項力學(xué)性能：屈服強度不低于1154mpa、抗拉強度不低于1387mpa、延伸率不低于22％。

12、本公開的主要有益效果在于，針對lpbf成形鎳基高溫合金，通過改變中間固溶溫度、控制冷卻速度，引入了鋸齒晶界，具有工藝簡單和易于實現(xiàn)的特點。并且通過本公開熱處理方法處理得到的lpbf成形鎳基高溫合金不會損傷其室溫力學(xué)性能，高溫蠕變性能也有大幅提升，拓寬了lpbf成形鎳基高溫合金的應(yīng)用范圍。

13、應(yīng)理解，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種用于提升lpbf鎳基高溫合金蠕變性能的熱處理方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其中，所述均勻化熱處理進一步包括在1080℃～1100℃的溫度進行2～3h的所述第一保溫后進行所述第一水冷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其中，所述固溶處理進一步包括在1020℃～1050℃的溫度進行0.5～1h的所述第二保溫后以所述第一冷卻速度降溫至不同固溶溫度后再進行所述第二水冷。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱處理方法，其中，第一冷卻速度為0.01～5℃/min，所述不同固溶溫度為800℃～900℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其中，所述雙級時效處理包括第三保溫、在所述第三保溫后以第二冷卻速度隨爐冷卻并進行第四保溫后再取出空冷至室溫。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱處理方法，其中，所述雙級時效處理進一步包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的熱處理方法，其中，在所述雙級時效熱處理之前，所述方法還包括對經(jīng)所述固溶處理后的鎳基高溫合金在970～980℃的溫度進行0.5～1h的第五保溫。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的熱處理方法制備獲得的鎳基高溫合金。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳基高溫合金，其具有如下一項或多項特征：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳基高溫合金，其具有如下一項或多項力學(xué)性能：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及用于提升LPBF鎳基高溫合金蠕變性能的熱處理方法(10)和由此獲得的鎳基高溫合金，該熱處理方法(10)包括對經(jīng)LPBF成形后的鎳基高溫合金進行包括第一保溫和在第一保溫后進行第一水冷的均勻化熱處理(11)，對經(jīng)均勻化熱處理(11)后的鎳基高溫合金進行包括第二保溫、在第二保溫后以第一冷卻速度降溫至不同固溶溫度后再進行第二水冷的固溶處理(12)，以及對經(jīng)固溶處理(12)后的鎳基高溫合金進行雙級時效熱處理(13)以得到目標(biāo)鎳基高溫合金。通過改變鎳基高溫合金中間固溶溫度、控制冷卻速度，引入鋸齒晶界，具有工藝簡單和易于實現(xiàn)的特點，并且得到的鎳基高溫合金不會損傷其室溫力學(xué)性能，高溫蠕變性能也有大幅提升，拓寬了LPBF成形鎳基高溫合金的應(yīng)用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：張書亞,時前昆,高學(xué)浩,趙紅亮,郭春文,范宇恒,董祥雷
受保護的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24