本發明專利技術涉及航空材料熱處理領域，具體是一種鎳基合金的快速去應力方法。本發明專利技術提供的方法旨在采用一種快速加熱的方法解決增材制造成型的樣品通常表現出強度高、塑性差且具有較大的殘余應力等問題，首次將電磁感應加熱技術應用在改善增材制造材料中，采用了電磁感應加熱及間歇性冷卻的循環處理方法（即重復5次以上步驟S1和步驟S2），打破了常規的熱處理方法中一般采用單次熱處理的固有思維，通過該種處理方法，在短時間內快速提升了材料的硬度。實驗表明，與未經處理的選區激光熔化成形的GH4169樣品相比，經電磁感應加熱處理后硬度得到了顯著的提升，能達到50?HV以上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空材料熱處理領域，具體是一種鎳基合金的快速去應力方法。
技術介紹
1、gh4169作為一種鎳基高溫合金，具有優異的高溫力學性能、抗疲勞性能和耐腐蝕性能，被廣泛應用于航空航天、核能及石油化工等領域。然而，這些零件通常形狀非常復雜，使用傳統加工方法存在加工困難甚至無法加工的問題。因此，3d打印這種新型的材料成型方法，通過逐層累加的方式，可快速制造任意形狀復雜的零件，而獲得了廣泛的關注。但是由其成型的樣品，通常表現出強度高、塑性差且具有較大的殘余應力等問題，因此需要經過合適的后熱處理方法將其消除并提高綜合力學性能。傳統熱處理方法主要包括去應力退火、固溶+時效處理等，該過程一般在熱處理爐中完成。但傳統熱處理方法時間長、能耗高，且對樣品尺寸有要求。
2、電磁感應加熱利用感應渦流的熱效應對樣品實現快速加熱，可以有效提升生產率、降低能源消耗，并且可以處理任意尺寸的樣品。目前該技術主要被應用于材料的表面淬火處理，可以提升材料的表面硬度，進而提高耐磨性。例如，專利號為cn112813235a的專利技術專利公開了一種感應加熱回火的處理方法，用于解決單個軋輥產品的多個部位的技術指標存在差異時局部回火處理困難的技術問題。專利號為cn114934167a的專利技術專利公開了一種感應加熱和井式爐加熱的復合熱處理工藝，用于解決工件在放入爐中后升溫過程較為耗時，影響熱處理生產效率的問題。
3、上述關于感應加熱技術的應用主要用于傳統制造方法中，并且大多數以淬火加熱為目的。另外處理方法較單一，僅進行單次的加熱處理。
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br/>技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種鎳基合金的快速去應力方法，本專利技術提供的方法能夠針對不同尺寸的鎳基高溫合金成型材料及其產品的局部或者全部進行加熱處理，短時高效去除應力。
2、本專利技術提供了一種鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：
3、s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理30?s~120?s；
4、s2）將步驟s1）后的鎳基合金冷卻10?s~60?s；
5、s3）重復至少5次進行步驟s1）和步驟s2）。
6、本專利技術所述鎳基合金具體為gh4169合金。本專利技術所述鎳基合金為通過3d打印得到的鎳基合金材料；具體而言，本專利技術針對的是選區激光熔化(selective?laser?melting,slm)的3d打印技術得到的鎳基合金材料。在本專利技術的一個實施例中，所述鎳基合金為gh4169鎳基高溫合金。
7、本專利技術首先將鎳基合金進行電磁感應加熱處理，所述電磁感應加熱處理采用電磁感應線圈進行，所述鎳基合金和所述電磁感應線圈的距離為2?mm~10?mm。本專利技術所述電磁感應加熱處理的時間為30?s~120?s，優選為30?s~60?s。
8、本專利技術將鎳基合金進行電磁感應加熱處理之后，將電磁感應加熱處理之后的鎳基合金冷卻10?s~60?s。?在本專利技術的一個實施例中，所述冷卻為水冷冷卻，所述冷卻的時間為10?s~30?s。在本專利技術的另一個實施例中，所述冷卻為空冷冷卻，所述冷卻的時間為30?s~60s。
9、本專利技術將電磁感應加熱處理之后的鎳基合金冷卻之后，以依次進行上述電磁感應加熱處理和冷卻1次計為1次重復，重復至少5次進行上述電磁感應加熱處理和冷卻。優選地，所述重復的次數為5~40次。更優選地，所述重復的次數為5~25次。本申請將鎳基合金反復通過電磁感應加熱處理并冷卻一定時間，能夠使得該鎳基合金的硬度得到顯著提高，達到短時高效去除應力的效果。
10、在本專利技術的一個實施例中，本專利技術所述鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理30?s~40?s；s2）將步驟s1）后的鎳基合金空冷冷卻30?s~40?s；s3）重復5次~8次進行步驟s1）和步驟s2）。
11、在本專利技術的一個實施例中，本專利技術所述鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理50?s~60?s；s2）將步驟s1）后的鎳基合金水冷冷卻10?s~20?s；s3）重復8次~12次進行步驟s1）和步驟s2）。
12、在本專利技術的一個實施例中，本專利技術所述鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理50?s~60?s；s2）將步驟s1）后的鎳基合金空冷冷卻50?s~60?s；s3）重復13次~17次進行步驟s1）和步驟s2）。
13、在本專利技術的一個實施例中，本專利技術所述鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理50?s~60?s；s2）將步驟s1）后的鎳基合金水冷冷卻10?s~20?s；s3）重復18次~22次進行步驟s1）和步驟s2）。
14、本專利技術提供了一種鎳基合金的快速去應力方法，包括以下步驟：
15、s1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理30?s~120?s；
16、s2）將步驟s1）后的鎳基合金冷卻10?s~60?s；
17、s3）重復至少5次進行步驟s1）和步驟s2）。
18、本專利技術提供的方法旨在采用一種快速加熱的方法解決增材制造成型的樣品通常表現出強度高、塑性差且具有較大的殘余應力等問題，首次將電磁感應加熱技術應用在改善增材制造材料中，采用了電磁感應加熱及間歇性冷卻的循環處理方法（即重復5次以上步驟s1和步驟s2），打破了常規的熱處理方法中一般采用單次熱處理的固有思維，通過該種處理方法，在短時間內快速提升了材料的硬度。
19、與傳統的熱處理方法相比，本專利技術的優勢如下：1、短時高效，可以迅速達到需要的溫度，進而顯著減少能耗，降低生產成本。2、可以處理樣品的尺寸范圍大，可操作性強，還可以對局部進行單獨的加熱處理。3、易于在工業上實現大規模的自動化生產。實驗表明，與未經處理的選區激光熔化成形的gh4169樣品相比，經電磁感應加熱處理后硬度得到了顯著的提升，能達到50?hv以上。
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【技術保護點】
1.一種鎳基合金的快速去應力方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，?步驟S1）中，所述電磁感應加熱處理采用電磁感應線圈進行，所述鎳基合金和所述電磁感應線圈的距離為2?mm~10?mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1）中，所述電磁感應加熱處理的時間為30?s~60?s。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2）中，所述冷卻為水冷冷卻，所述冷卻的時間為10?s~30?s。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2）中，所述冷卻為空冷冷卻，所述冷卻的時間為30?s~60?s。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3）中，所述重復的次數為5~40次。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S3）中，所述重復的次數為5~25次。
8.根據權利要求1~7中任一所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1）將鎳基合金進行電磁感應加熱處理30?s~40?s；S2）將步驟S1）后的鎳基合金空冷冷卻30?s~40?s；S3）重復5次~8次進行步驟S1）和步驟S2）；
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，?步驟S1）中，所述鎳基合金為GH4169合金。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，?步驟S1）中，所述鎳基合金為通過3D打印得到的鎳基合金材料。
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【技術特征摘要】
1.一種鎳基合金的快速去應力方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，?步驟s1）中，所述電磁感應加熱處理采用電磁感應線圈進行，所述鎳基合金和所述電磁感應線圈的距離為2?mm~10?mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s1）中，所述電磁感應加熱處理的時間為30?s~60?s。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s2）中，所述冷卻為水冷冷卻，所述冷卻的時間為10?s~30?s。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s2）中，所述冷卻為空冷冷卻，所述冷卻的時間為30?s~60?s。
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李楠，羅軍，王曦，劉昌奎，
申請(專利權)人：中國航發北京航空材料研究院，
類型：發明
國別省市：
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