[發明專利]一種Ni3

有效

• 申請號: 202210093751.7
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114427052B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 任忠鳴;王江;陳超越;劉明宇;帥三三;胡濤;徐松哲
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/04;B22F10/28;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李博

本發明屬于Ni₃Al基合金技術領域，本發明通過向預合金化的Ni₃Al粉中加入Al粉提升合金中的Al含量，從而引入β?NiAl相，提高γ′?Ni₃Al相的強韌性，使得Ni₃Al基合金的相組成、組織形貌發生改變，減少裂紋數量，表現出較高的高溫力學性能，再通過控制激光選區熔化的激光功率，進一步提高Ni₃Al基合金的高溫力學性能。實施例的結果顯示，采用本發明提供的方法制備的Ni₃Al基合金的650℃拉伸強度為927.1MPa，650℃斷裂延伸率為4.4％，1000℃拉伸強度為193.5MPa，1000℃斷裂延伸率為47.5％。

技術領域

本發明涉及Ni₃Al基合金技術領域，尤其涉及一種Ni₃Al基合金及其增材制造方法。

背景技術

與傳統的通過減少多個零部件的減材制造方法相比，增材制造是基于逐層遞增的制造方法，大多數的增材制造技術通常使用粉末或金屬絲作為原料，通過集中熱源進行熔化，并在隨后的冷卻過程中凝固，形成零件，因其具有較高的設計自由度和較低的工藝周期在過去的幾十年中備受關注。

激光選區熔化是增材制造的一種，激光選區熔化主要利用激光沿計劃路徑進行單點掃描，逐層鋪粉，逐層重疊，實現金屬結構的“網成形”。在激光選區熔化中，由于下一層對上層有再熔化作用，有利于缺陷的均勻化，因此每層中較少形成偏析、氣孔、雜質等缺陷。此外，激光選區熔化具有很高的熔體凝固速度，有助于細晶粒的發展，獲得極高的過飽和度，從而制備出高機械性能的零件。

Ni-Al系金屬間化合物以其優異的力學性能被廣泛認為是有望取代傳統鎳基高溫合金的新一代航空發動機葉片材料，經過幾十年的發展，目前已經開發出多種以Ni₃Al為基體，添加B、Zr、Hf、Cr等元素強化的合金，得到了良好的綜合性能，在航空工業得到廣泛應用。目前開發出的Ni₃Al基合金大多為γ+γ′兩相結構，具有比強度高、抗氧化性能優異、裂紋擴展速率小等優勢，然而其高溫力學性能較差。因此，如何利用激光選區熔化制備高溫力學性能優異的Ni₃Al基合金成為了本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ni₃Al基合金及其增材制造方法，本發明提供的方法制備的Ni₃Al基合金具有優異的高溫力學性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種Ni₃Al基合金的增材制造方法，包括：將Al粉與預合金化的Ni₃Al粉混合后進行激光選區熔化，得到Ni₃Al基合金；

所述Ni₃Al基合金中Al的質量含量為14～15％；

所述激光選區熔化的激光功率為180～220W。

優選地，所述Al粉的粒徑為15～53μm；所述預合金化的Ni₃Al粉的粒徑為15～53μm。

優選地，按質量百分比計，所述預合金化的Ni₃Al粉包括以下組分：Ni 80～82％，Al 8～9％，Cr 7～8％，Mo 1.2～1.5％，Zr 1.5～2.0％和B 0.005～0.008％。

優選地，按質量百分比計，所述Ni₃Al基合金包括以下組分：Ni 74～75％， Al 14～15％，Cr 7～8％，Mo 1.2～1.5％，Zr 1.5～2.0％和B 0.005～0.008％。