[发明专利]一种激光增材制造含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料

说明书

本发明属于新材料技术领域，提供了激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料及其制备方法，属于激光增材制造技术新领域。粉料的基本组成重量百分比为C：0.10‑0.15，Cr：26.50‑27.50，Ni：2.40‑2.60，B：0.80‑1.20，Si：1.10‑1.40，Mo：1.00‑1.50，Mn：0.40‑0.60，Nb：0.25‑1.25，其余为Fe。随着合金粉末中Nb含量的增加，新型不锈钢的组织明显细化，拥有较高的硬度和优异的耐腐蚀性能。制备出的新型含Nb耐蚀不锈钢，可延长不锈钢的使用寿命，具有显著经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种激光增材制造用的铁基合金粉料，特别是涉及一种激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料及其制备方法。

背景技术

不锈钢因其具有优良的综合力学性能被广泛应用于制造汽车、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。但是，不锈钢设备长期工作于恶劣的环境下，在温度、腐蚀介质以及力学等因素的共同作用下，将会导致这些设备发生腐蚀性破坏，从而给国家的财产和人民的生命安全造成重大的损失。只有达到高硬度、高强度及高耐蚀性等性能，才能延长不锈钢的使用寿命，进而保证其在各个领域的广泛应用。然而目前激光增材制造不锈钢的硬度、强度、耐腐蚀性能仍有待提高。

不锈钢一般含有铬(Cr)，镍(Ni)，钼(Mo)，钛(Ti)等优质金属元素，添加不同合金元素对不锈钢的组织结构及性能会产生很大影响。研究表明，Nb对合金钢具有显著的细晶强化和弥散强化作用，不仅可以提高钢的强度，还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐腐蚀性能，降低钢的脆性转变温度，获得良好的成形性能。

近年来激光增材制造技术生产大型复杂结构金属零件已经成为研究热点。增材制造技术借鉴了“离散+堆积”的思想，是一种基于激光熔覆的迭层制造技术。由于激光增材制造过程中具有极高的熔化和冷却速度，所得到的组织细小、均匀、致密，基本无成分偏析，使得所制备材料的力学和耐腐蚀性能得到了大幅度的提高，同时，与传统加工技术相比，激光增材制造技术具有制造过程柔性化程度高、产品生产周期短、加工速度快、对零件的复杂程度没有限制等。并且可以制备包括W、Mo、Nb等元素高熔点金属材料，实现了零件的近净成形。故根据合金元素Nb对不锈钢组织结构及性能的影响规律研制用于激光增材制造用新型合金粉料，用于激光增材制造新型耐腐蚀不锈钢具有重要意义。新型含Nb不锈钢具有优良的强度和耐腐蚀性能，可以代替传统的316和304不锈钢，广泛用于汽车、船舶、电力、水利等机械设备关键部件。

发明内容

发明目的

本发明的目的是采用激光熔化沉积技术，利用光纤激光加工系统进行激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢，制备出的不锈钢成形性良好、显微组织均匀、硬度较高、耐腐蚀性能优异。提供一种用于激光增材制造新型含Nb的耐腐蚀不锈钢所用粉料及其制备方法。

技术方案

一种激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料，其特征在于：粉料的基本组成重量百分比为C：0.10-0.15，Cr：26.50-27.50，Ni：2.40-2.60，B：0.80-1.20，Si：1.10-1.40，Mo：1.00-1.50，Mn：0.40-0.60，Nb：0.25-1.25，其余为Fe。

所述粉料的粒径为5-180微米。

一种采用如所述的激光增材制造新型含Nb耐腐蚀不锈钢所用粉料制造新型耐腐蚀不锈钢的制备方法，其特征在于：

制造方法步骤如下：

1)将所述成分的粉料经过真空熔炼、气雾化和筛分工序，制得球形粉末；

2)将步骤1所得粉料在烘箱中80-120℃烘干3小时以上；