超高速激光金属沉积增材制造K648高温合金的显微组织与性能

采用一种新型的超高速激光金属沉积工艺以提高高铬高温合金的制造效率。分别使用透射电子显微镜、拉伸试验机、磨损试验机和电化学工作站对超高速激光金属沉积高铬K648高温合金的析出相生长行为、高温力学性能、耐磨性和耐腐蚀性进行研究,并与传统激光金属沉积工艺进行比较。结果表明,超高速激光金属沉积K648合金的析出相尺寸明显小于传统激光金属沉积工艺制备的K648合金,700℃下的高温强度更高,且具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。总之,超高速激光金属沉积制造的K648高铬高温合金具有良好的综合性能。

K648高温合金回用料的遗传性研究

对K648合金全新料和回用料(50%母合金新料+50%回炉料)进行真空感应熔炼并浇注成梅花试样,分别对铸态、固溶态和热处理态的微观组织、相成分进行了对比研究,得到了K648合金回用料和全新料微观组织的基本特征信息,研究回用料的遗传性。结果表明:回用料和新料初生相的成分并无明显差异,铸态试样组织形貌差别不大,α相均呈规则块状,尺寸为5~15μm,MC相多呈不规则的形状;热处理后回用料样品中除了针状次生α相更为稠密外,析出相特征与新料的基本一致。

Cr含量和热处理制度对K648合金组织和性能的影响

通过热力学平衡相计算，得出了典型化学成分的K648合金各相析出量与析出温度的关系，在此基础上，利用200kg真空感应炉冶炼K648合金母材，然后利用25kg小真空感应炉冶炼不同Cr含量的K648合金，分析Cr含量对K648合金α-Cr相和M23C6碳化物的影响。借助扫描电子显微镜观察了K648合金的组织（包括持久410h）与冲击断口形貌，分析了不同的热处理制度及冷速对合金硬度和组织的影响。结果表明，K648合金中主要析出相由呈大块α-Cr相、弥散分布的γ’相和沿晶界析出M23C6碳化物组成，该合金组织稳定性较好。为保证合金的强度和硬度，K648合金时效时间以6h～10h为宜，时效后应采用空冷或炉冷等冷却速度相对较低的冷却方式。