NiFe基合金激光增材制造热裂纹形成机理及调控

摘要

针对NiFe基高温合金增材制造过程易出现热裂纹的问题,开展该合金热裂纹形成机理的研究,提出通过层间温度控制以及粉末氮化的方法,降低NiFe基高温合金激光增材过程中的热裂纹敏感性.结果表明,热裂纹的出现主要是由于元素偏析以及热应力所引发的,热裂纹位置大多在大角度晶界处,这是由于大角度晶界中能量较高,在冷却过程中,晶界内液膜的存贮时间较长,从而造成偏析加剧.当层间温度较低,冷却速度加快,能够减少合金中有害碳化物的长大,降低了大角度晶界比例,从而抑制热裂纹的出现.粉末预氮化通过预先将Ti, Nb等元素进行氮化,形成稳定氮化物,在抑制开裂敏感性元素偏析的同时增加了形核点,促进晶粒细化,从而降低该合金的热裂纹敏感性.