[发明专利]一种GH4169高温合金铸锭成型方法

说明书

本发明为一种GH4169高温合金铸锭成型方法，通过激光熔铸增材制造方法制备GH4169合金超大铸锭，其平均化学成分为52.5Ni‑19.0Cr‑5.13Nb‑3.05Mo‑0.9Ti‑0.5Al‑0.05C‑18.87Fe(wt％)。其成型的激光功率为280‑290W，扫描速度为950‑970mm/s，扫描间距为79‑81μm，层厚39‑41μm，层间旋转角度17‑25°。合金基体为γ相，晶内和晶界上无明显析出相，晶内枝晶细小，枝晶偏析主要为Nb元素。该增材制造成型方法的GH4169合金铸锭，偏析系数低，相比于传统铸造合金，可不做均匀化热处理直接开坯。其开坯变形激活能低于传统铸造GH4169合金，且开坯过程中无开裂，具有优越的开坯性能。

技术领域

本发明属于高温用合金领域，尤其设计一种适用于制备超大直径的GH4169高温合金铸锭成型方法。

背景技术

目前，GH4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度好，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

传统方法熔炼的GH4169合金有粗大的枝晶组织，枝晶偏析严重，使得均匀化困难，但是又必须做均匀化处理消除枝晶。而且合金的析出相复杂，铸态GH4169合金中存在Laves相、MC碳化物、δ相等，均匀化热处理后，虽然能消除Laves相，但是会导致δ相长大回溶，尤其是晶粒组织变得粗大，降低合金的开坯过程中再结晶能力。传统GH4169铸锭芯部和边缘的偏析程度不同，芯部的偏析程度较高，热处理时为了使芯部充分均匀化，会导致边缘处析出相长大或回溶，也会降低合金的开坯性能。如图1为传统铸造方法制备的GH4169合金，枝晶粗大，二次枝晶臂发达，且枝晶间存在大量析出相，包括颗粒状Laves相和针状的δ相，不利于合金的开坯性能。

发明内容

本发明公开了一种GH4169高温合金铸锭成型方法，已解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任一问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种GH4169高温合金铸锭成型方法，所述成型方法包括以下步骤：

S1)设计GH4169高温合金组分，进行配料，混合均匀；

S2)将S1)得到混合物料采用激光熔铸增材制造方法进行成型，得到合金铸坯；

S3)将S2)得到的合金铸坯在一定温度下，进行变形处理，最终得到GH4169高温合金锭。

进一步，所述S1)中的GH4169高温合金的各个化学成分为52.5Ni-19.0Cr-5.13Nb-3.05Mo-0.9Ti-0.5Al-0.05C-18.87Fe(wt％)。

进一步，所述S2)中的成型工艺具体为：

激光功率为280-290W，扫描速度为950-970mm/s，扫描间距为79-81μm，层厚39-41μm，层间旋转角度17-25°，得到合金铸坯。

进一步，所述合金铸坯的显微组织具有波浪状的纹路，晶粒跨越熔池边界生长，其生长方向与凝固时的热流方向一致。

进一步，所述S3)的具体工艺为：温度为1000～1100℃、应变速率为0.1～10s^-1，变形量30-60％。

进一步，所述GH4169高温合金铸锭的合金基体为γ相，晶内和晶界上无明显析出相，晶内枝晶细小，枝晶偏析为Nb元素。

一种GH4169高温合金铸锭，其特征在于，所述GH4169高温合金铸锭，采用如权利要求1-7任一项所述的成型方法成型得到。