[發(fā)明專利]一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金及其成形工藝有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010103545.0 | 申請日： | 2020-02-20 |
| 公開（公告）號： | CN111101043B | 公開（公告）日： | 2021-05-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張永忠;劉彥濤;梁博;葉章根 | 申請（專利權(quán)）人： | 有研工程技術(shù)研究院有限公司 |
| 主分類號： | C22C30/00 | 分類號： | C22C30/00;C22C1/02;B22F9/08;B22F3/105;B22F10/28;C22C1/04;B33Y10/00;B33Y70/00 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 激光 制造 crmovnbal 合金 及其 成形 工藝 | ||
本發(fā)明公開了屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域域的一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金及其成形工藝。所述合金原料Cr、Mo、V、Nb、Al按等摩爾比稱取，制備成合金錠，然后霧化成粉末激光增材制造進行CrMoVNbAl高熵合金的成形。所述高熵合金的硬度為HV0.2＝800?850，抗壓強度為1700?1800MPa，具有高強度和良好的耐磨性。同時，所述成形工藝具有無需模具、材料利用率高、機械加工量小、生產(chǎn)成本低、制造周期短、柔性高效等優(yōu)點，采用高性能材料與先進材料制備方法結(jié)合，具有較好的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金及其成形工藝。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)合金中，如果組成的元素較多，合金會形成脆性金屬間化合物，使其性能惡化。高熵合金以等原子比或近似等原子比的多個元素為主元，因此高熵合金與傳統(tǒng)合金有不同的特點。研究發(fā)現(xiàn)，將5種或5種以上的金屬元素按等摩爾比或近等摩爾比混合在一起，不區(qū)分主要元素。熔煉得到的合金具有顯微結(jié)構(gòu)簡化、不傾向于出現(xiàn)金屬間化合物、具有納米析出物和非晶等結(jié)構(gòu)特征，有效降低了多主元引起的合金的脆性，有利于形成簡單的結(jié)晶相，具有高強度、高硬度、耐回火軟化、耐磨等綜合性能，可應(yīng)用于制作高強度、耐高溫、耐腐蝕的零部件，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。高熵合金傳統(tǒng)制備工藝一般采用加熱熔煉或電化學(xué)沉積法制備，兩類制備方法對所選組元有較高的選擇性，設(shè)備昂貴且制備時間較長、能耗高。
傳統(tǒng)的制備工藝難以實現(xiàn)零件的一體成形，越來越難適應(yīng)零件的設(shè)計需求。激光增材制造技術(shù)通過高功率激光熔化同步輸送的原料合金粉末，逐層堆積出具有致密組織和良好性能的零件，具有成形過程無需模具、材料利用率高、機械加工量小、生產(chǎn)成本低、制造周期短、柔性高效等優(yōu)點，特別適合于成形高性能、難加工、材料成本高的零件，是新材料和先進制造領(lǐng)域的國際研究前沿和競爭熱點。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金，所述合金原料Cr、Mo、V、Nb、Al按等摩爾比稱取，原料純度不低于99.5wt.％。
按物質(zhì)的量百分比計，所述合金原料含量為：Cr 19.5％～20.5％、Mo 19.5％～20.5％、V19.5％～20.5％、Nb 19.5％～20.5％，Al 19.5％～20.5％。
所述CrMoVNbAl高熵合金的硬度為HV0.2＝800-850，抗壓強度為1700-1800MPa，具有高強度和良好的耐磨性。
一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金成形工藝，采用激光增材制造工藝將CrMoVNbAl高熵合金粉末成形，得到CrMoVNbAl高熵合金。
所述激光增材制造工藝參數(shù)為：激光功率：1000W～2000W，送粉量3～10g/min，成形過程在空氣中進行，成形速率：3～10mm/s，載氣流量4～6L/min，層高：0.3～1.0mm，成形路徑由CAD建模、剖分、填充并輸出代碼控制。
一種激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金成形工藝，還包括CrMoVNbAl高熵合金粉末的制備方法。
所述CrMoVNbAl高熵合金粉末的制備方法，步驟為：
1)稱取合金原料，混合熔煉得到合金錠；
2)將合金錠霧化制備合金粉末。
所述步驟1)中熔煉工藝為將原料熔點由低到高順序Al、Cr、V、Nb、Mo依次放入高真空非自耗電弧熔煉爐，熔煉CrMoVNbAl高熵合金錠，熔煉過程在高純氬氣保護下進行，充分熔化后保溫10～30分鐘，然后爐冷。
所述步驟1)中合金錠為紐扣合金錠，重量為50～150g，合金錠硬度為HV0.2＝630-650，抗壓強度為1580-1630MPa。
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