今天上海墨鉅給大家具體介紹一下GH3536高溫合金的性能,希望能讓大家對GH3536這個材料有更深入的了解與應用。這就是上海墨鉅可以為大家做的。
你知道嗎?GH3536高溫合金是一種經鉻和鉬元素固溶強化的鐵含量較高的鎳基高溫合金,該合金具有良好的耐蝕性和抗氧化性,在900℃以下可以長期使用,短時工作溫度高達1080℃,適用于制造航空發動機的燃燒室部件和其他高溫部件。
目前,人們對于SLM成型金屬部件的研究主要集中于鈦合金、不銹鋼、Inconcel718合金等,對于SLM成型GH3536合金的研究鮮有報道。因此,筆者以SLM成型GH3536高溫合金為研究對象,對其顯微組織、拉伸性能進行了分析與研究,為后續SLM成型GH3536合金高溫部件提供基礎數據參考。
試樣制備與試驗方法
1試樣制備
試驗所用金屬粉末為GH3536合金粉末,來源于上海墨鉅特殊鋼有限公司生產的Hastelloy X合金棒材,經真空電極感應熔化氣霧化技術制備而成,其化學成分如表1所示。
表1 GH3536合金粉末的化學成分(質量分數)
GH3536合金粉末形貌如圖1所示,可見該合金粉末的粒徑為45μm的達到了85.03%(面積分數),粉末整體球形度良好。
圖1 GH3536合金粉末微觀形貌
SLM成型設備為德國EOS公司的M280型激光打印機,成型工藝參數為:激光功率225W,掃描速率1100mm·s-1,掃描間距0.09mm,鋪粉層厚度40μm,光斑直徑0.1mm。
圖2 SLM成型的GH3536合金棒試樣形貌
SLM成型的GH3536合金試樣如圖2所示。
2試驗方法
上海墨 鉅建議采用ZWICK Z400型電子萬能試驗機對GH3536合金試樣進行常溫拉伸試驗。屈服階段的拉伸速率為1mm·min-1,超過屈服階段的拉伸速率為25mm·min-1。樣品分為縱向樣品和橫向樣品。垂直于襯底的方向是縱向的,平行于襯底的方向是橫向的。選取上海墨 鉅特殊鋼有限公司生產的熱軋黑斯廷洛伊X合金(GH3536合金)進行對比試驗。對SLM成形的GH3536合金試棒進行切割、取樣、預埋、研磨、拋光、沖蝕(沖蝕液為王水)后,制作金相試樣,用萊卡DMI 5000M光學顯微鏡(OM)觀察金相組織。采用BRUKER D8先進x射線衍射儀(XRD)進行相分析。用H-800透射電子顯微鏡(TEM)分析了樣品的微觀結構。采用TESCAN VEGA3掃描電子顯微鏡(SEM)對GH3536合金粉末進行了形貌觀察。
試驗結果與討論
1顯微組織
圖3 SLM成型GH3536合金試樣的XRD譜
對SLM成型的GH3356合金試樣進行XRD分析得到γ-Ni的衍射峰,如圖3所示,可見試樣基體顯微組織應為奧氏體。
圖4 SLM成型GH3536合金試樣的顯微組織形貌
SLM GH3536合金試樣的縱向和橫向切割成型,利用OM觀察垂直和水平的微觀結構形態,如圖4所示,顯示了樣品表面含有100微米長微裂縫,裂縫主要分布在熔池或整個池分布和熔池沒有發現裂紋,裂紋源主要集中在熔池內,熔池之間和重疊是相對較好。樣品的縱向組織和橫向組織差異較大,橫向組織為帶狀熔池,反映了同一激光層的交叉掃描成形方式。這種掃描方式可以在一定程度上緩解熱應力的集中,降低內部殘余應力,減少裂紋的產生。縱向組織為魚鱗狀熔池,表現為金屬粉末在SLM成形過程中的疊加。有無序和緊密排列的微晶核在熔池中,這表明樣本內部的熱傳導的方向是相對復雜的SLM形成過程中,金屬粉末是迅速融化和凝固形成微晶核,使熔池中的殘余應力較大,這是微裂隙樣例的主要原因。
圖5 SLM成型GH3536合金試樣的TEM形貌
圖5為SLM形成GH3536合金TEM標本形態學,看到在一個球形微晶晶界池粒子沉積,沉積主要M23C6型脆性沉淀,晶界沉淀主要在三角形,使微晶晶界約束力減弱,由于殘余應力的影響在SLM成型樣品,對應力集中很敏感,容易導致裂紋萌生,裂紋源從而使熔池產生微裂紋。在實際應用中,上海墨 鉅想告訴你,裂紋缺陷會對零件的性能產生極其不利的影響,應該嚴格避免。根據金相分析,SLM成形GH3536合金的工藝參數還需要進一步探討,或者可以借助熱等靜壓工藝(HIP)等其他工藝進行改進。
2拉伸性能
SLM成型GH3536高溫合金試樣的拉伸性能見表2,可見縱向試樣的拉伸性能平均值為:屈服強度525MPa,抗拉強度745MPa,斷后伸長率30%,斷面收縮率31%;橫向試樣的拉伸性能平均值為:屈服強度540MPa,抗拉強度668MPa,斷后伸長率10%,斷面收縮率10%。
表2 SLM成型GH3536合金試樣的拉伸試驗結果
由表2可知,橫向試樣的綜合力學性能弱于縱向試樣,各向異性較強。通過對試件微觀結構的分析可知,縱向試件層數較多,且同一層帶材的延伸距離較短。但水平魚鱗池的層數較少,同一層的帶狀池長度較長。橫向組織和縱向組織的差異是導致拉伸性能差異的主要原因。
表3 Hastelloy X合金試樣的拉伸試驗結果
表3為上海墨鉅特殊鋼有限公司生產的Hastelloy X合金熱軋棒材的拉伸試驗結果,對比結果表明,SLM成型GH3536合金試樣縱向成型的拉伸性能較好,此外相對傳統工藝生產的熱軋GH3536合金試樣,SLM成型的GH3536合金試樣的塑性還需進一步的提升。
結論
(1) SLM成形GH3536合金試樣基體組織為奧氏體,試樣內部存在微裂紋。縱向組織形態和橫向組織形態差異較大。橫向組織為帶狀熔池,縱向組織為魚鱗熔池。
(2) SLM成形的GH3536合金試樣縱向拉伸性能優于橫向;與傳統方法相比,SLM成型的GH3536合金試樣強度較好,塑性較差。
好了,今天上海墨鉅特殊鋼就為您介紹GH3536性能就到這里了,如果想要了解采購GH3536高溫合金材料可撥打銷售部聯系電話。
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