高温合金GH3536焊接性能和冷、 热加工工艺性能

  采用 OM、SEM 和力学性能测试等分析研究了不同热处理工艺对选区激光熔化成形 GH3536 合金组织及力学性能的影响规律。 根据结果得出， 随着固溶温度越高，晶粒尺寸越大， 且抗拉强度在高温条件下逐渐增加而室温条件则下降。

  具有良好的抗氧化和耐腐蚀和抗老化性能,在900℃以下有中等到的持久和蠕变强度,冷、热加工成形性和焊接性能好。适用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件，900℃以下经常使用，短时工作时候的温度达到1080℃。 在 600～1200℃高温下能承受一定应力并具有抗氧化或抗侵蚀的能力的合金。

  当固溶温度达到 1120 ℃时， 室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到 816 和 731 MPa;900 ℃ 高温条件下则分别达到 189 和 204 MPa。 800 ℃ 时效处理后合金基体组织析出细小碳化物， 产生第二相强化作用， 强度得以提升。 随着时效时间的增加， 碳化物变的密集， 但晶粒尺寸就没有发生变化， 表现为室温抗拉强度与断后伸长率得到提升。

  按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等(见金属的强化)。高温合金大多数都用在制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件;还用来制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化学工业设备和煤的转化等能源转换装置。

  当时效时间达到 20 h 时， 室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到 832 和 747 MPa;900 ℃ 高温条件下横向试棒与纵向试棒的断后伸长率分别达到 8． 5% 和 21． 5% 。 最后得出选区激光熔化成形 GH3536 合金最优的热处理工艺为: 固溶(1120 ℃ × 1 h) + 时效(800 ℃ × 20 h) 。

  GH3536 是一种 Ni-Cr-Fe 基固溶强化型变形高温合金， 国际牌号为 Hastelloy-X。 该合金具有优秀的抗氧化和耐腐蚀和抗老化性能以及良好的焊接性能和冷、 热加工性。 在我国航空工业中已用作航空发动机燃烧室部件、蜂窝结构、扩散器、 尾喷口 和其他热端部件。 随时代的发展， 航空产品在功能上不断提出新的要求， 零件结构逐渐变得复杂。

  传统减材制造手段在加工复杂结构的零件时往往存在许多困难。 增材制造技术凭借高自由度的制造方式在某些特定的程度上解决了复杂构件的难加工问题。 选区激光熔化是目 前用于金属增材制造的主要工艺之一， 粉床工艺以及高能束微细激光束使其较其他工艺在成形复杂结构、零件精度、表面上的质量等方面更具优势。 激光增材制造对于镍基高温合金的制造具有独特优势， 不仅仅可以缩短生产时间、降低生产所带来的成本， 还能第一先考虑功能设计

  在实际生产的全部过程中往往需要对增材制造产品做后续机械加工， 但在此过程中， 时常会出现加工疲软、粘刀、表面光洁度差等情况。 这些缺陷与增材制造成形原理有关， 未解决此类问题， 能够最终靠一系列热处理工艺优化来达到解决此类问题。 铸态的 GH3536 合金已有相应的热处理标准， 但由于激光选区熔化成形涉及复杂的相变过程， 所以有必要探寻基于选区激光熔化技术的最佳热处理工艺方案。