今天上海墨钜给大家具体介绍一下GH3536高温合金的性能,希望能让大家对GH3536这个材料有更深入的了解与应用。这就是上海墨钜可以为大家做的。
你知道吗?GH3536高温合金是一种经铬和钼元素固溶强化的铁含量较高的镍基高温合金,该合金具有良好的耐蚀性和抗氧化性,在900℃以下可以长期使用,短时工作温度高达1080℃,适用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件。
目前,人们对于SLM成型金属部件的研究主要集中于钛合金、不锈钢、Inconcel718合金等,对于SLM成型GH3536合金的研究鲜有报道。因此,笔者以SLM成型GH3536高温合金为研究对象,对其显微组织、拉伸性能进行了分析与研究,为后续SLM成型GH3536合金高温部件提供基础数据参考。
试样制备与试验方法
1试样制备
试验所用金属粉末为GH3536合金粉末,来源于上海墨钜特殊钢有限公司生产的Hastelloy X合金棒材,经真空电极感应熔化气雾化技术制备而成,其化学成分如表1所示。
表1 GH3536合金粉末的化学成分(质量分数)
GH3536合金粉末形貌如图1所示,可见该合金粉末的粒径为45μm的达到了85.03%(面积分数),粉末整体球形度良好。
图1 GH3536合金粉末微观形貌
SLM成型设备为德国EOS公司的M280型激光打印机,成型工艺参数为:激光功率225W,扫描速率1100mm·s-1,扫描间距0.09mm,铺粉层厚度40μm,光斑直径0.1mm。
图2 SLM成型的GH3536合金棒试样形貌
SLM成型的GH3536合金试样如图2所示。
2试验方法
上海墨 钜建议采用ZWICK Z400型电子万能试验机对GH3536合金试样进行常温拉伸试验。屈服阶段的拉伸速率为1mm·min-1,超过屈服阶段的拉伸速率为25mm·min-1。样品分为纵向样品和横向样品。垂直于衬底的方向是纵向的,平行于衬底的方向是横向的。选取上海墨 钜特殊钢有限公司生产的热轧黑斯廷洛伊X合金(GH3536合金)进行对比试验。对SLM成形的GH3536合金试棒进行切割、取样、预埋、研磨、抛光、冲蚀(冲蚀液为王水)后,制作金相试样,用莱卡DMI 5000M光学显微镜(OM)观察金相组织。采用BRUKER D8先进x射线衍射仪(XRD)进行相分析。用H-800透射电子显微镜(TEM)分析了样品的微观结构。采用TESCAN VEGA3扫描电子显微镜(SEM)对GH3536合金粉末进行了形貌观察。
试验结果与讨论
1显微组织
图3 SLM成型GH3536合金试样的XRD谱
对SLM成型的GH3356合金试样进行XRD分析得到γ-Ni的衍射峰,如图3所示,可见试样基体显微组织应为奥氏体。
图4 SLM成型GH3536合金试样的显微组织形貌
SLM GH3536合金试样的纵向和横向切割成型,利用OM观察垂直和水平的微观结构形态,如图4所示,显示了样品表面含有100微米长微裂缝,裂缝主要分布在熔池或整个池分布和熔池没有发现裂纹,裂纹源主要集中在熔池内,熔池之间和重叠是相对较好。样品的纵向组织和横向组织差异较大,横向组织为带状熔池,反映了同一激光层的交叉扫描成形方式。这种扫描方式可以在一定程度上缓解热应力的集中,降低内部残余应力,减少裂纹的产生。纵向组织为鱼鳞状熔池,表现为金属粉末在SLM成形过程中的叠加。有无序和紧密排列的微晶核在熔池中,这表明样本内部的热传导的方向是相对复杂的SLM形成过程中,金属粉末是迅速融化和凝固形成微晶核,使熔池中的残余应力较大,这是微裂隙样例的主要原因。
图5 SLM成型GH3536合金试样的TEM形貌
图5为SLM形成GH3536合金TEM标本形态学,看到在一个球形微晶晶界池粒子沉积,沉积主要M23C6型脆性沉淀,晶界沉淀主要在三角形,使微晶晶界约束力减弱,由于残余应力的影响在SLM成型样品,对应力集中很敏感,容易导致裂纹萌生,裂纹源从而使熔池产生微裂纹。在实际应用中,上海墨 钜想告诉你,裂纹缺陷会对零件的性能产生极其不利的影响,应该严格避免。根据金相分析,SLM成形GH3536合金的工艺参数还需要进一步探讨,或者可以借助热等静压工艺(HIP)等其他工艺进行改进。
2拉伸性能
SLM成型GH3536高温合金试样的拉伸性能见表2,可见纵向试样的拉伸性能平均值为:屈服强度525MPa,抗拉强度745MPa,断后伸长率30%,断面收缩率31%;横向试样的拉伸性能平均值为:屈服强度540MPa,抗拉强度668MPa,断后伸长率10%,断面收缩率10%。
表2 SLM成型GH3536合金试样的拉伸试验结果
由表2可知,横向试样的综合力学性能弱于纵向试样,各向异性较强。通过对试件微观结构的分析可知,纵向试件层数较多,且同一层带材的延伸距离较短。但水平鱼鳞池的层数较少,同一层的带状池长度较长。横向组织和纵向组织的差异是导致拉伸性能差异的主要原因。
表3 Hastelloy X合金试样的拉伸试验结果
表3为上海墨钜特殊钢有限公司生产的Hastelloy X合金热轧棒材的拉伸试验结果,对比结果表明,SLM成型GH3536合金试样纵向成型的拉伸性能较好,此外相对传统工艺生产的热轧GH3536合金试样,SLM成型的GH3536合金试样的塑性还需进一步的提升。
结论
(1) SLM成形GH3536合金试样基体组织为奥氏体,试样内部存在微裂纹。纵向组织形态和横向组织形态差异较大。横向组织为带状熔池,纵向组织为鱼鳞熔池。
(2) SLM成形的GH3536合金试样纵向拉伸性能优于横向;与传统方法相比,SLM成型的GH3536合金试样强度较好,塑性较差。
好了,今天上海墨钜特殊钢就为您介绍GH3536性能就到这里了,如果想要了解采购GH3536高温合金材料可拨打销售部联系电话。
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