激光选区熔化/热等静压复合成形Inconel 718组织与性能研究

热等静压(Hot isostatic pressing, HIP)技术能整体成形高性能复杂零件,但该技术存在复杂零件包套制作难、异质包套与粉末制件的界面扩散会降低性能等问题,为此展开了激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)/HIP复合成形工艺研究。利用XRD、SEM、EBSD和拉伸试验表征了复合成形工艺基体/界面显微组织和拉伸性能。结果表明,利用SLM直接成形Inconel 718合金基体中存在明显孔洞和微观裂纹,致密度为98.3%。合金粉末经HIP成形后,基体不存在明显的孔洞和裂纹,但存在明显的原始粉末颗粒边界(Prior particle boundary, PPB)。复合工艺条件下,SLM成形的Inconel 718端基体孔洞和裂纹减少,X–Y表面熔化道特征消失,各向异性程度降低。同时,合金粉末与SLM成形Inconel 718之间不存在明显的扩散层,界面由细小晶粒组成,厚度约为16.7μm。界面的高温强度为626MPa,拉伸断口表面平直,样品沿着SLM态和HIP态结合界面处断裂。经固溶+时效热处理后,界面结合强度提高到了990MPa,断口分布在SLM成形件一侧。通过分析组织和性能变化规律,验证了利用复合成形工艺制备复杂零件的可行性。