[发明专利]一种激光修复镍基高温合金中脆性相的消除方法

说明书

本发明提供了一种激光修复镍基高温合金中脆性相的消除方法，属于金属材料热处理技术领域，该消除方法包括：将激光修复后的镍基高温合金依次进行δ时效处理和δ固溶处理；所述δ时效处理的温度为850～970℃，所述δ固溶处理的温度为1015～1035℃。本发明首先对激光修复后的镍基高温合金进行δ时效处理，完成了Laves脆性相的消除；之后在1015～1035℃进行δ固溶处理来消除上一步析出的δ相，由于本发明的δ固溶处理温度低于常规热处理中消除Laves相的固溶温度，因此可以避免高温固溶对合金组织和力学性能造成的恶化，且伴随着Laves相的消除，镍基高温合金的力学性能甚至得到明显提升。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理技术领域，尤其涉及一种激光修复镍基高温合金中脆性相的消除方法。

背景技术

镍基高温合金因在较高温度具有优异的综合性能如屈服强度、抗拉强度、抗蠕变能力、良好的抗氧化、耐腐蚀、抗辐射性能等，被广泛应用于航空航天、核能、石油、汽车等领域。作为一种重要的工程材料，镍基高温合金多用于高温、高压、腐蚀、振动等环境和服役条件苛刻情况，并作为关键零件的制备材料使用，零件加工难度大，价值高。在服役过程中零件的损失不可避免，而对于镍基高温合金零件而言，其损伤后的更换成本高昂。因此，对损伤后的零件进行修复并多次使用，成为人们为节约成本而普遍采用的手段。

激光修复是以激光为高能热源，对已损坏的金属零件进行填丝、铺粉或送粉的快速成形修复技术。该技术由于激光熔敷的液态金属冷却速率快，且修复后的组织均匀、细小，具有较高的致密度，被广泛应用于镍基高温合金的修复。但由于镍基高温合金添加了许多合金元素，在激光修复熔池快速冷却凝固过程中容易发生微观偏析，在枝晶间会析出脆硬的Laves相，导致合金的冲击性能和塑性等力学性能下降。

目前，普遍采用的激光修复镍基高温合金中脆性Laves相的消除方法主要有以下两种。第一种是高温固溶处理，即在高于1100℃的温度下长时间保温，使偏析的Nb、Mo等合金元素充分扩散，从而达到消除脆性Laves相的目的。但此种方法热处理温度高，会对工件造成热损伤，使材料晶粒粗化及沉淀强化相固溶，对合金组织和力学性能产生不可逆的影响。第二种是采取措施在成形修复过程中对Laves相的形成加以控制，可采用的措施包括熔池快速冷却、对熔池施加电磁搅拌等。但是从控制效果来看，这些辅助措施对Laves相控制的效果有限，虽能在一定程度上减少其体积分数，但是仍不能实现Laves脆性相的完全消除，修复后的材料力学性能仍受到一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光修复镍基高温合金中脆性相的消除方法，在不影响镍基高温合金组织和力学性能的前提下，消除激光修复镍基高温合金中的脆性Laves相。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种激光修复镍基高温合金中脆性相的消除方法，包括：将激光修复后的镍基高温合金依次进行δ时效处理和δ固溶处理；所述δ时效处理的温度为850～970℃，所述δ固溶处理的温度为1015～1035℃。

优选的，所述δ时效处理的时间为5～12h。

优选的，δ时效处理前，将所述激光修复后的镍基高温合金从室温升温至δ时效处理的温度，所述升温的速率为10～30℃/min。

优选的，δ时效处理后，将δ时效处理后得到的镍基高温合金从相应的δ时效处理温度升温至δ固溶处理温度，然后进行δ固溶处理；所述升温的速率为10～30℃/min。

优选的，所述δ固溶处理的时间为3～10h。

优选的，所述δ时效处理和δ固溶处理的气氛独立地为空气氛围、真空氛围或惰性气体保护氛围。

优选的，所述δ固溶处理后，还包括将所述δ固溶处理后的镍基高温合金冷却至室温。

优选的，所述冷却的方式为水冷或空冷。