δ时效处理对激光增材修复Inconel 718合金组织与性能的影响 
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Effect of δ Aging Treatment on Microstructure and Tensile Properties of Repaired Inconel 718 Alloy Using Laser Additive Manufacturing
1 浙江工业大学激光先进制造研究院, 浙江 杭州 310023
2 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室(浙江工业大学), 浙江 杭州 310023
3 江苏亚威机床股份有限公司, 江苏 扬州 225200
图 & 表
图 1. 预制凹槽尺寸图
Fig. 1. Dimensions of premade groove
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图 2. 常温拉伸性能测试试样的尺寸
Fig. 2. Dimensions of specimen for testing tensile properties at room temperature
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图 3. 在800 ℃时效不同时间后的修复层的SEM形貌。 (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
Fig. 3. SEM images of repaired Inconel 718 alloy with different aging time at 800 ℃. (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
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图 4. δ相平均尺寸随时效时间的变化
Fig. 4. Average size of δ phase as a function of aging time
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图 5. δ相的形核与长大机制
Fig. 5. Nucleation and growth mechanism of δ phase
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图 6. 在800 ℃时效不同时间后的热轧态母材的SEM形貌。 (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
Fig. 6. SEM images of hot-rolled Inconel 718 substrate with different aging time at 800 ℃. (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
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图 7. 在800 ℃时效不同时间后的修复层及母材的显微硬度
Fig. 7. Microhardness of repaired layer and substrate of Inconel 718 alloy with different aging time at 800 ℃
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图 8. 激光增材修复Incone 718合金在800 ℃时效不同时间后的拉伸应力-应变曲线及拉伸性能。(a)应力-应变曲线;(b)拉伸性能
Fig. 8. Tensile stress-strain curves and tensile properties of Inconel 718 alloy repaired by laser additive manufacturing with different aging time at 800 ℃. (a) Tensile stress-strain curves; (b) tensile properties
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图 9. 激光增材修复Inconel 718 合金在800 ℃时效不同时间后的拉伸断裂宏观图
Fig. 9. Macrograph of tensile fractures of Inconel 718 alloy repaired by laser additive manufacturing with different aging time at 800 ℃
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图 10. 激光增材修复Inconel 718 合金在800 ℃时效不同时间后的拉伸断口形貌。 (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
Fig. 10. SEM images of tensile fractures of Inconel 718 alloy repaired by laser additive manufacturing with different aging time at 800 ℃. (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
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图 11. 激光增材修复Inconel 718合金在800 ℃时效不同时间后拉伸断口的横截面形貌。(a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
Fig. 11. Cross-sectional morphologies of tensile fractures of Inconel 718 alloy repaired by laser additive manufacturing with different aging time at 800 ℃. (a) 4 h; (b) 8 h; (c) 16 h; (d) 32 h
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表 1Inconel 718基板和合金粉末的化学成分
Table1. Chemical compositions of Inconel 718 substrate and alloy powder
| Element | Mass fraction /% |
|---|
| Nb | Cr | Fe | Mo | Al | Ti | Si | C | Mn | Ni |
|---|
| Substrate | 5.0 | 19.0 | 17.45 | 3.0 | 0.7 | 1.0 | 0.3 | 0.072 | 0.2 | Bal. | | Powder | 4.92 | 19.20 | 18.1 | 3.19 | 0.54 | 0.97 | 0.20 | 0.045 | 0.04 | Bal. |
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表 2激光增材再制造Inconel 718合金直接时效处理实验方案
Table2. Experimental scheme of direct aging treatment for Inconel 718 alloy repaired by laser additive manufacturing
| Aging temperature /℃ | Aging time /h | Cooling way |
|---|
| 800 | 4,8,16,32 | Furnace cooling to620 ℃, holding for8 h, air cooling |
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表 3在800 ℃时效不同时间后的修复层中δ相的平均长度L和平均宽度W
Table3. Average length L and width W of δ phase in repaired layer with different aging time at 800 ℃
| Holding time /h | L /nm | W /nm |
|---|
| 4 | 1300 | 100 | | 8 | 2050 | 150 | | 16 | 2900 | 237 | | 32 | 4008 | 310 |
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张杰, 张群莉, 李栋, 童文华, 姚建华, 冷志斌. δ时效处理对激光增材修复Inconel 718合金组织与性能的影响[J]. 中国激光, 2020, 47(1): 0102001. Jie Zhang, Qunli Zhang, Dong Li, Wenhua Tong, Jianhua Yao, Zhibin Leng. Effect of δ Aging Treatment on Microstructure and Tensile Properties of Repaired Inconel 718 Alloy Using Laser Additive Manufacturing[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(1): 0102001.
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