激光粉末床熔融Inconel 625镍基合金成形工艺与性能研究OA

激光粉末床熔融(LPBF)工艺适用于各类精密、复杂结构成形,在核能增材制造领域也越来越受到关注。Inconel 625作为一种高温性能优异的镍基合金材料,在核用换热设备中具有重要的应用前景。本文针对Inconel 625镍基合金材料开展了LPBF成形工艺研究,以激光功率(250~500 W)和扫描速度(800~1200 mm/s)为变量设计30组工艺参数,通过阿基米德排水法致密度测试与金相组织表征筛选最优工艺窗口。在此基础上,对沉积态试样开展1090~1180℃固溶热处理(保温1 h),系统表征热处理态试样的微观组织、室温拉伸性能、冲击性能及物理性能(线膨胀系数与导热系数)。结果表明:在激光功率350 W、扫描速度1100 mm/s条件下,试样相对致密度达99.96%,平均晶粒尺寸为76.5μm,组织均匀致密。经1120℃固溶处理后,X、Y、Z三个方向试样的室温抗拉强度均大于885 MPa,屈服强度大于543 MPa,断后伸长率大于39.3%。水平向(X、Y)和垂直向(Z)向的冲击吸收功存在显著差异;当固溶处理温度超过1120℃,合金的屈服强度显著下降,但各向异性有明显改善。在250~350℃区间内,材料的瞬时线膨胀系数约为14×10^(-6)/K,导热系数随温度升高逐渐增大,二者与锻态Inconel 625差异较小。该研究成果能够为核用换热设备制造和性能评估提供有效支撑。