鎳基高溫合金哈氏合金系列材料生產(chǎn)廠家-禎賦（上海）實業(yè)

Inconel 718概要：

Inconel 718是沉淀強化的鎳基高溫高強合金

Inconel 718在－253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

該合金的另一特點是合金的組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。

對應(yīng)牌號

化學(xué)成分：

C≤0.08 Mn≤0.35 Si≤0.015 P≤0.35 S≤0.015 Cr17~21 Ni50~55 Mo2.8~3.3 Cu≤0.3 Ti0.65~1.15 Al0.2~0.8 Fe余量 Nb4.75~5.5 B≤0.006

物理性能：

常溫下合金的機械性能的MIX：

特性：

1.易加工性

2.在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞強度、抗蠕變強度和斷裂強度

3.在1000℃時具有高抗氧化性

4.在低溫下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能

5

.良好的焊接性能

金相結(jié)構(gòu)

718合金為奧氏體結(jié)構(gòu)，沉淀硬化后生成的γ”相使之具有了優(yōu)秀的機械性能。在熱處理過程中于晶界處生成的δ相使之具有了較好的塑性。

耐腐蝕性

不管在高溫還是低溫環(huán)境，718合金都具有極好的耐應(yīng)力腐蝕開裂和點蝕的能力。718合金在高溫下的抗氧化性尤其出色。

工藝性能與要求

熱加工

合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應(yīng)及時退火以保證得到優(yōu)良的性能。熱加工時材料應(yīng)加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應(yīng)低于960℃。

冷加工

冷加工應(yīng)在固溶處理后進行，加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設(shè)備應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，并且在冷加工過程中應(yīng)有中間退火過程。

焊接工藝

合金具有滿意的焊接性能，可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。

零件熱處理工藝

航空零件的熱處理通常按標準熱處理制度和直接時效熱處理制度進行。

應(yīng)用范圍領(lǐng)域

由于在700℃時具有高溫強度和優(yōu)秀的耐腐蝕性能、易加工性，718可廣泛應(yīng)用于各種高要求的場合。

1.汽輪機

2.液體燃料火箭

3.低溫工程

4.酸性環(huán)境

5.核工程

采 用 等 離 子 弧 增 材 制 造 的方 法 成 形 了 Inconel 7l8合 金 ，并 采 用 標 準 熱 處 理 制 度 對 其 進 行 后 處 理 ，利 用 光 學(xué) 顯 微 鏡 、掃 描 電 子 顯 微 鏡 、能譜 分 析 、透 射 電鏡 、顯 微 硬 度 等 表 征 方 法 ，對 比 了熱 處 理 前 后 成 形 件 的 組 織 和 力 學(xué) 性 能 。結(jié) 果 表 明 ，成 形 試 樣 組 織 為 典 型 的 自底 部 向 頂 部 外 延 生 長 的 柱 狀 枝 晶 ，枝 晶 間 析 出 大 量 I ayes相 及 少 培 MC 碳 化 物 ；熱 處 理 后 組 織 形 態(tài) 沒 有 明 顯 變 化 ，但 Laves相 數(shù) 量 大 大 減 少 ，殘 余 I aves相 尺 寸 減 小 ，析 m 了 ”強 化 相 ，有 效 提 高 了試 樣 的顯 微 硬 度 。

增 材 制 造 技 術(shù) (Additive manufacturing tech— nology)，又稱 作“3D 打 印 ”、“快 速 成形 ”等 ，是 一 種 通 過添 加材 料 ，采用 逐層疊 加 、分層 成形 而直 接加 工 出所需零 件 的先進 制 造技術(shù) 。當前 ，針 對金 屬 零 件 的增 材制 造技 術(shù) 根 據(jù) 熱源 類 型 的 不 同 可分 為 ：激 光 固體成 形 (1aser solid forming) 、電弧 增 材 制 造

(arc additive manufacturing) 及 電 子 束 自F}1制 造 (eleCtron bean1 freedom fat)rication) 。根 據(jù) 具 體 的成形 r藝不 同 ，常 見 的有 選 激 光 燒 結(jié) (selective laser n1elting．SI，M)”、激 光熔 化 沉 積 (1aser melting deposition．I MD) 、等 離子 弧增 材 制造 (plasma arc additive nlaimfacturing．PAAM ) 、冷 金 屬 過 度 成 形 (cold metal 1ransfer．CMT)” 、電子 束 選 熔 化 (electrob beam selective melting，El：ISM) 等 。

相 比較 于傳統(tǒng) 的機械 加 丁方 式 ．金 屬 增 材 制 造技 術(shù) 具 有 以下優(yōu) 點 ：加一 成本 低 、縮 短生 產(chǎn) 周期且 叮直接 成 形具 有 復(fù)雜輪 廓 的零部 件 。 鎳基 高溫 金憑 借著 耐 高 溫 、耐 腐 蝕 及優(yōu) 異 的 高 溫力 學(xué)性 能被 廠 泛應(yīng) 刖 與航 空 航 天 、艦 船 、化 一I：、礦 山機 械 等 領(lǐng) 域 ’。

而 Inconel 718合 金 作 為 應(yīng) 川 最 為廣泛 的鎳 基高 溫合 金 之一 1 7．一 白 以來 郁 是 金 屬增 材制 造 領(lǐng)域 的 熱 門研 究 材 料 。I iu等 人 采用 I SF的 方 式 成 形 了 Inconel 71 8簿 壁 試樣 ． 對其 組織 演 變規(guī)律 進行 j，分 析 ．結(jié)果 表 明 ．組織 『f1主 要是 7住狀 品 和 少量 (y+I avcs)共 品組織 。且 南于 成形 過程 熱量 累積 作 用 。枝 品 間距 從 下 往 上 逐 漸增 大 。

Jia等 人 對 SLM 增 材 制 造 的 Inconel 718合 金組 織 及 力 學(xué) 性 能 分 析 得 到 ．當 激 光 能 量 密 度 為 330 J／m 時 ．致 密 度最 大 為 98．4 ．隨著 激 光能 量 密 度 的增 大 ，成形 試樣 的組 織 由粗 大 的 柱 狀 枝 晶依 次 轉(zhuǎn) 變 為簇狀 枝 晶 、細 長 的單一 方 向生長 的 柱狀枝 晶。

類 似 的 以激光 或 電子 束 為 熱 源 的 InconeI 7l8合金 增 材 制造 相關(guān) 的文 獻 還 有 很 多 ，但 是 以 等 離 子 弧 為 熱 源 的增材 制 造技 術(shù)報 道較 少 。 與 LSF或 EBSM 技 術(shù) 相 比 ，PAAM 具 有 明 顯 的成 本優(yōu)勢 ，同時 溫 度梯 度小 、成形 效 率 高 、工 藝可 控 性 好 等 也 是 其 顯 著 優(yōu) 點 。

xu 等 人 采 用 PAAM 技 術(shù) 成形 了 Inconel 625合 金 ，并 對 比 了熱 處 理前 后試 樣 的組織 和 力學(xué)性 能 變化 。I in等 人 兒 采用 PAAM 技術(shù) 成形 了 Ti～6A1—4V合 金 ，深 入分 析 了組織 與性 能 的演 變規(guī) 律 。 為使增 材 制造 零 部 件 達 到?使用 性 能要 求 ，組 織 與性 能一直 是 研究 的重點 。

本 文 以 Inconel 718合金為 成形 對象 ．以 PAAM 技 術(shù) 為 成形 T 藝．并 對 成形 件 進行 熱 處理 ．主 曼對 比分 析 熱 處理 前 后 成 形 件 的 組 織 及 力學(xué) 性 能 ，為 PAAM 技 術(shù) 的應(yīng)用打 下基 礎(chǔ) 。