[发明专利]一种GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺

说明书

本发明提供一种GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺，涉及合金热处理技术领域。所述GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺主要包括固溶处理和时效处理。本发明克服了现有技术的不足，通过优化固溶处理和时效处理工艺组合，使GH4099合金激光选区熔化成形零件900℃高温拉伸的抗拉强度﹥295MPa、延伸率﹥23％，同时通过适当延长时效处理时间，GH4099合金激光选区熔化成形零件900℃高温拉伸的延伸率能得到明显改善。

技术领域

本发明涉及合金热处理技术领域，具体涉及一种GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺。

背景技术

GH4099合金是一种组织稳定，具有较好的高温力学性能的合金材料，GH4099合金长时工作温度为900℃，最高使用温度可达1000℃，适合于制造航空航天发动机的燃烧室、叶片等高温工作的部件。

GH4099合金零件传统成形方法主要是铸造、锻造和机械加工，但采用传统的加工方法无法实现某些复杂内流道和异形曲面结构的制造，而且会造成材料的大量浪费。

激光选区熔化技术是增材制造技术(又称3D打印技术)的一种，该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。该技术最突出的优点是无需任何模具就能从计算机图形数据中生成任何形状的零件，不仅节约材料，而且成形精度高，能完成具有复杂内流道和异形曲面结构零件的制造，是精密金属零件增材制造技术的首选。

GH4099合金通过适当的热处理工艺可以优化合金的组织，改善其力学性能。目前，GH4099合金锻件的热处理工艺已有了系统研究，但GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺未见报道。激光选区熔化技术与传统锻造成形工艺有很大差别，成形工艺不同导致合金组织不同，进而导致激光选区熔化成形零件的热处理工艺有别于锻件。因此，急需提出GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺，来推广该材料的工业应用。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺，提高了GH4099合金零件的综合性能。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺，所述GH4099合金激光选区熔化成形零件的热处理工艺包括以下步骤：

(1)固溶处理：将采用激光选区熔化成形技术制备出的GH4099合金零件放置于真空热处理炉内，并将炉温升温至1050-1130℃的固溶温度后进行保温处理0.5-2h，后向真空炉中通入氩气冷却；

(2)时效处理：将上述固溶处理完成的GH4099合金零件再放入真空热处理炉中，将炉温升温至850-950℃的时效温度后进行保温4-24h，然后冷却得热处理零件。

优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中真空热处理炉内加热前需对其进行抽真空处理，且真空度设置为＜10^-2Pa。

优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中达到固溶温度和时效温度时，炉温波动控制在±5℃范围内。

优选的，所述步骤(1)中炉温升温的方式为以5-10℃/min的速率进行升温。

优选的，所述步骤(1)中充氩气冷却的方式为固溶保温结束与向真空热处理炉内充气时间间隔＜3s，气冷压力≥1.5Bar，充气到气冷压力时间＜1min。

优选的，所述步骤(2)中炉温升温的方式为以5-10℃/min的速率进行升温。

优选的，所述步骤(2)中的冷却方式为氩气冷却或随炉冷却。