[發明專利]一種激光修復鎳基高溫合金中脆性相的消除方法

有效

• 申請號: 201811319062.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109182935B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 劉奮成;呂飛閱;黃春平
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10;C23C24/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 代芳

本發明提供了一種激光修復鎳基高溫合金中脆性相的消除方法，屬于金屬材料熱處理技術領域，該消除方法包括：將激光修復后的鎳基高溫合金依次進行δ時效處理和δ固溶處理；所述δ時效處理的溫度為850～970℃，所述δ固溶處理的溫度為1015～1035℃。本發明首先對激光修復后的鎳基高溫合金進行δ時效處理，完成了Laves脆性相的消除；之后在1015～1035℃進行δ固溶處理來消除上一步析出的δ相，由于本發明的δ固溶處理溫度低于常規熱處理中消除Laves相的固溶溫度，因此可以避免高溫固溶對合金組織和力學性能造成的惡化，且伴隨著Laves相的消除，鎳基高溫合金的力學性能甚至得到明顯提升。

技術領域

本發明涉及金屬材料熱處理技術領域，尤其涉及一種激光修復鎳基高溫合金中脆性相的消除方法。

背景技術

鎳基高溫合金因在較高溫度具有優異的綜合性能如屈服強度、抗拉強度、抗蠕變能力、良好的抗氧化、耐腐蝕、抗輻射性能等，被廣泛應用于航空航天、核能、石油、汽車等領域。作為一種重要的工程材料，鎳基高溫合金多用于高溫、高壓、腐蝕、振動等環境和服役條件苛刻情況，并作為關鍵零件的制備材料使用，零件加工難度大，價值高。在服役過程中零件的損失不可避免，而對于鎳基高溫合金零件而言，其損傷后的更換成本高昂。因此，對損傷后的零件進行修復并多次使用，成為人們為節約成本而普遍采用的手段。

激光修復是以激光為高能熱源，對已損壞的金屬零件進行填絲、鋪粉或送粉的快速成形修復技術。該技術由于激光熔敷的液態金屬冷卻速率快，且修復后的組織均勻、細小，具有較高的致密度，被廣泛應用于鎳基高溫合金的修復。但由于鎳基高溫合金添加了許多合金元素，在激光修復熔池快速冷卻凝固過程中容易發生微觀偏析，在枝晶間會析出脆硬的Laves相，導致合金的沖擊性能和塑性等力學性能下降。

目前，普遍采用的激光修復鎳基高溫合金中脆性Laves相的消除方法主要有以下兩種。第一種是高溫固溶處理，即在高于1100℃的溫度下長時間保溫，使偏析的Nb、Mo等合金元素充分擴散，從而達到消除脆性Laves相的目的。但此種方法熱處理溫度高，會對工件造成熱損傷，使材料晶粒粗化及沉淀強化相固溶，對合金組織和力學性能產生不可逆的影響。第二種是采取措施在成形修復過程中對Laves相的形成加以控制，可采用的措施包括熔池快速冷卻、對熔池施加電磁攪拌等。但是從控制效果來看，這些輔助措施對Laves相控制的效果有限，雖能在一定程度上減少其體積分數，但是仍不能實現Laves脆性相的完全消除，修復后的材料力學性能仍受到一定影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光修復鎳基高溫合金中脆性相的消除方法，在不影響鎳基高溫合金組織和力學性能的前提下，消除激光修復鎳基高溫合金中的脆性Laves相。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種激光修復鎳基高溫合金中脆性相的消除方法，包括：將激光修復后的鎳基高溫合金依次進行δ時效處理和δ固溶處理；所述δ時效處理的溫度為850～970℃，所述δ固溶處理的溫度為1015～1035℃。

優選的，所述δ時效處理的時間為5～12h。

優選的，δ時效處理前，將所述激光修復后的鎳基高溫合金從室溫升溫至δ時效處理的溫度，所述升溫的速率為10～30℃/min。

優選的，δ時效處理后，將δ時效處理后得到的鎳基高溫合金從相應的δ時效處理溫度升溫至δ固溶處理溫度，然后進行δ固溶處理；所述升溫的速率為10～30℃/min。

優選的，所述δ固溶處理的時間為3～10h。

優選的，所述δ時效處理和δ固溶處理的氣氛獨立地為空氣氛圍、真空氛圍或惰性氣體保護氛圍。

優選的，所述δ固溶處理后，還包括將所述δ固溶處理后的鎳基高溫合金冷卻至室溫。

優選的，所述冷卻的方式為水冷或空冷。