论文部分内容阅读
Inconel718镍基合金由于具有易于加工、有良好的力学性能及高温蠕变、高温抗氧化性能等优点而在航空发动机的热端部件获得了广泛的应用。虽然其具有许多突出的优点,但是Inconel718镍基合金构件的传统制造工艺复杂且生产周期长,复杂锻件成型困难等问题,都限制其进行高质量的精密加工及造型设计。选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）作为一种新型的增材制造技术,具有工艺灵活、可成型复杂结构件及材料制备与零件成型一体化的优点,更加满足于航空发动机热端部件的设计需求。本文选用Inconel718镍基合金作为研究对象,通过选区激光熔化（SLM）的制备方式制备试样,并进行热处理及其X-Y面激光冲击强化处理试样。对热处理前后及激光冲击强化前后的试样进行金相、SEM、EDS、XRD、硬度、残余应力等实验分析,探讨热处理及激光冲击强化前后材料的微观组织结构特征、硬度及残余应力分布等问题。研究结果表明:Inconel718镍基合金X-Y面存在明显的焊道结构,合金表面存在严重的不均匀性,分布着大量的柱状晶和细小的枝晶。Inconel718镍基合金经直接双级时效后,柱状晶和细小的枝晶转变为块状晶,焊道结构消失且合金表面硬度显著提高。随着固溶温度的升高,Inconel718镍基合金表面呈现出明显的细化特征,典型的柱状晶、枝晶、金属间化合物和沉淀硬化相（如Cr-Fe-Mo-Ni、FeNi和Ni8Nb等）消失。当进行950℃固溶+双级时效处理后,晶粒内细小均匀的δ相和晶界附近的γ′相对提高合金表面硬度有重要作用,而当采用1050℃固溶+双级时效处理后,试样组织状态更加均匀,硬度达到最高值,且残余应力分布合理。当对合金表面进行激光冲击强化处理后,合金Z-Y面组织呈现一定的晶粒堆积现象,原态与直接双时效试样可以明显看出冲击区特征。而采用950℃固溶+双级时效和1050℃固溶+双级时效工艺,试样冲击区分界不够显著。但激光冲击对试样近表面（Z-Y面深度方向）的硬度提高有一定帮助,其中原态及直接双时效处理时合金近表面硬度的提高较为显著,这与这合金的组织结构不致密且及强化效果有密切关系。此外,原态与采用直接双时效处理试样的残余应力由残余拉应力转变为残余压应力,采用950℃固溶+双级时效和1050℃固溶+双级时效工艺的试样残余压应力极值增大,激光冲击强化对残余应力改善有明显的作用。