CN117620210A - 电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，对不同热处理后的电弧增材制造改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢与锻造的改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢进行了动态力学疲劳试验，并使用电子背散射衍射对原奥氏体晶粒大小进行统计，数据显示增材制造和热处理细化了奥氏体晶粒，提升了改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命与强度，较锻造改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢在应变幅相同情况下疲劳寿命相近，而强度更高，允许承受更大载荷。在兼顾使用电弧增材制造制备改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢，缩短生产周期、无需模具可制造复杂零件等优势的基础上，达到与锻造改性9Cr‑1Mo铁素体马氏体钢相同的疲劳寿命水平，而疲劳强度优于锻造，较原有热处理方法提升了材料疲劳寿命。
Description
技术领域
本发明涉及金属增材制造热处理技术领域，具体涉及一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法。
背景技术
随着经济的发展，社会对能源的需求日益增长。核能是目前唯一被证实能以基本负荷方式大量提供电力的新型清洁能源。为了保证核能的长期可持续发展，促使核能真正成为安全、清洁的能源，必须加快研发新一代核能***。***核反应堆以其裂变核能***的经济性、安全性、可靠性与可持续性已成为世界各国重点研究的对象。对于***核反应堆，材料将面对恶劣的工作条件：高温，高中子辐照以及与液态金属接触导致的材料脆化。因此有必要寻找具有良好机械性能，特别是耐高温蠕变性，耐腐蚀性和耐辐照性的新合金。通过在常规9Cr-1Mo钢中添加少量钒(V)和铌(Nb)获得P91铁素体马氏体钢，P91铁素体马氏体钢由于具有良好的抗应力腐蚀、优异的高温蠕变强度、高的导热性以及优异的加工性能，是***核反应堆部件(如液态金属冷却快增殖反应堆蒸汽发生器、管道或散裂靶材)最有潜力的候选材料，然而，在核电领域中，对于大型核构件，传统的锻造、铸造等方法会受到制造周期长和成本高的限制，且锻造的9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳强度较低。针对这些问题可以采用增材制造技术解决，增材制造可以制造复杂形状零件、减少时间成本，且已有研究表明增材制造的9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有较高的强度。。
目前，使用电弧增材制造技术制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢已较为成熟，其具有成本低、材料利用率高、成形效率高、沉积速率高等优点。然而，核电站构件的服役温度为350℃，在此温度下运行的核构件，在启动和关闭核反应堆运行条件变化期间，由于加热和冷却时的温度梯度，经常受到重复的热应力。由于热应力引起的循环载荷在材料中产生严重的应变，从而导致工程部件的低周疲劳失效。电弧增材制造材料在制造过程中不可避免地具有多种缺陷，包括表面缺陷，如表面粗糙度、成形尺度精度等和内部缺陷，如孔隙、裂纹、夹杂、未完全融合等，前者可通过后续机加工调节，而后者往往无法完全消除，因此会对对材料的疲劳性能具有较大的影响，且制造过程中由于熔池与其他区域之间存在较高的温度梯度，容易在材料中产生较大的残余应力，从而导致变形甚至裂纹。合适的热处理工艺会使材料具有更高强度和良好的韧性从而解决上述问题，然而对于电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢并没有公开发表的热处理方法可以提高其疲劳性能。
为了解决上述问题，本发明专利提出了一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，通过动态力学疲劳试验和微观表征，对比了经过本专利提供的方法处理后的材料、原始方法处理的材料以及锻造材料三者的相关动态力学疲劳试验数据，说明了本发明专利方法的可行性与实用性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的电弧增材制造(WAAM)铁素体马氏体钢微观组织非均质性和性能各向异性与锻造铁素体马氏体钢相比较差导致疲劳寿命降低的不足，利用电弧增材制造铁素体马氏体钢强度高于锻造铁素体马氏体钢的优势，提供了一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法。经热处理的电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在不改变材料循环软化特征，强度高于锻造铁素体马氏体钢的情况下，细化了奥氏体晶粒，提升了材料疲劳寿命。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，包括以下步骤：
步骤1、使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢；
步骤2、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理1：
2.1、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
2.2、对经过2.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤3、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理2：
3.1、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
3.2、对经过3.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
3.3、对经过3.2处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后水淬；
3.4、对经过3.3处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤4、通过机加工将所述步骤2和步骤3热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢分别加工成棒状试样，对棒状试样进行机械抛光与电抛光处理；
步骤5、对所述步骤4得到的棒状试样进行应变幅值为0.3％-0.7％的动态力学疲劳试验；
步骤6、记录所述步骤5动态力学疲劳试验数据并对经过热处理方法后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳性能提升进行分析；
步骤7、使用电子背散射衍射方法对所述步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计；
步骤8、使用电子背散射衍射方法对所述步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计。
进一步，所述步骤1使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，采用厚度10mm的钢板制备电弧增材制造的成型基板，用钢丝刷打磨及金属清洗剂除油处理，通过电弧增材制造技术在处理后的基板上成形改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，基板预热温度为150℃，采用直径为0.9mm的焊丝作为给料进行制备，设置送丝速度为0.095m/min，焊枪行走速度为10mm/s，层间温度为115℃，电流为174A，电压为21.5V，采用往复式的增材制造方式，增材制造过程中3％CO2和97％Ar的混合物用作保护气体，保护气体流量为20L/min，得到的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢呈板状，其含有105层沉积层，每层平均高度约2.6mm，整体尺寸为300mm×273mm×29mm。
进一步，所述步骤2将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，氩气急冷；随后，将电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷。
进一步，所述步骤3将经过所述步骤2处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，室温水淬；随后，将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷。
进一步，所述步骤4电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样沿沉积方向取样，对经过所述热处理1和所述热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢通过机加工制成棒状试样用于动态力学疲劳试验，棒状试样，标距段长度为13.5mm，直径为4.5mm，标距段粗糙度要求Ra＝0.2μm，夹持段直径10mm，长度为38mm，夹持段到标距段的过度圆角取R20；进行所述步骤5动态力学疲劳试验前，将经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样和锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样进行机械抛光，然后在电解液中，室温，电压为20V，电流为5A的条件下进行电抛光20s。
进一步，所述步骤5使用轴向力承受能力为±25kN的液压伺服疲劳试验机对所述步骤4得到的棒状试样进行动态力学疲劳试验，动态力学疲劳试验在350℃下由完全反向三角波形R＝-1控制，恒定应变率为1x10-3/s，应变幅值为0.3％-0.7％，采用频率为15-35kHz的感应加热发生器对棒状试样进行加热，将0.25mm直径的k型热电偶点焊在棒状试样截面的中心，使用感应线圈在测试前将棒状试样在恒温下保持20分钟，使用测量长度为12.5mm的高温延伸计施加适当的机械应变，对于迟滞回路，每个周期记录800个数据点，疲劳失效的标准为应力范围降低20％。
进一步，所述步骤7使用电子背散射衍射方法对所述步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计，电子背散射衍射样品的制备流程为：使用氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕，后处理使用商用软件TSL OIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
进一步，所述步骤8使用电子背散射衍射方法对所述步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计，电子背散射衍射样品的制备流程为：使用氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕即可，后处理使用商用软件TSL OIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
本发明的优点和积极效果是：
本发明一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，经热处理的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，在不改变材料循环软化特征，强度高于锻造铁素体马氏体钢的情况下，细化了奥氏体晶粒，提升了材料的疲劳寿命，且较传统锻造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在应变幅相同的情况下材料强度更高，允许承受更大载荷。在利用电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有较高强度的优点的同时，克服了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较锻造9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命较低的不足。在兼顾使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，缩短生产周期、无需模具即可制造更复杂的零件等优势的基础上，达到了与锻造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢相同的疲劳寿命水平，且疲劳强度优于锻造，较原有热处理方法提升了增材制造材料的疲劳寿命，对工程应用有很强的实用价值。
附图说明
图1为成型的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢板实物图；
图2为热处理方法示意图；
图3为棒状试样选取示意图；
图4为棒状试样机加工规格示意图；
图5(a)为应变幅值为0.3％，热处理1、热处理2与锻造的应力幅值与疲劳寿命的关系；
图5(b)为应变幅值为0.4％，热处理1、热处理2与锻造的应力幅值与疲劳寿命的关系；
图5(c)为应变幅值为0.5％，热处理1、热处理2与锻造的应力幅值与疲劳寿命的关系；
图5(d)为应变幅值为0.7％，热处理1、热处理2与锻造的应力幅值与疲劳寿命的关系；
图6为经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢与经过锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在0.3％-0.7％应变幅值下的疲劳寿命对比图；
图7(a)为经过热处理1的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒的反极图；
图7(b)为经过热处理2的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒的反极图；
图7(c)为经过锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒的反极图。
图中：
5.1-棒状试样；5.2-基板。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，包括以下步骤：
步骤1、使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢；
步骤2、对步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理1：
2.1、对步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
2.2、对经过2.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤3、对步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理2：
3.1、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
3.2、对经过3.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
3.3、对经过3.2处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后水淬；
3.4、对经过3.3处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤4、通过机加工将步骤2和步骤3热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢分别加工成棒状试样，对棒状试样进行机械抛光与电抛光处理；
步骤5、对步骤4得到的棒状试样进行应变幅值为0.3％-0.7％的动态力学疲劳试验；
步骤6、记录步骤5动态力学疲劳试验数据并对经过热处理方法后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳性能提升进行分析；
步骤7、使用电子背散射衍射(EBSD)方法对步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计；
步骤8、使用电子背散射衍射(EBSD)方法对步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计。
步骤1中，采用厚度10mm的Q345钢板制备电弧增材制造的成型基板，用钢丝刷打磨及金属清洗剂除油处理，通过电弧增材制造技术在处理后的Q345基板上成形改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，其中Q345基板预热温度为150℃，采用直径为0.9mm的ER90S-B91(P91)焊丝作为给料进行制备，设置送丝速度为0.095m/min，焊枪行走速度为10mm/s，层间温度为115℃，电流为174A，电压为21.5V，采用往复式的增材制造方式，增材制造过程中3％CO2和97％Ar的混合物用作保护气体，保护气体流量为20L/min，以避免凝固过程中对熔池的氧化和其他污染，并提高电弧的稳定性和熔池的粘度，得到的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢呈板状，其含有105层沉积层，每层平均高度约2.6mm，整体尺寸为300mm×273mm×29mm，成型的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢板实物，如图1所示，本实施例中，成型的电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的化学成分重量百分比为碳占比重0.095wt％，硅占比重0.21wt％，锰占比重0.49％，磷占比重0.006％，硫占比重0.004％，铬占比重8.98wt％，钼占比重0.99％，钒占比重0.21％，铌占比重0.05％。
步骤2将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，氩气急冷；随后，将电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷，，如图2所示。
步骤3将经过步骤2处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，室温水淬；随后，将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷，如图2所示。经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢消除了电弧增材制造过程中由于熔池与其他区域之间存在较高的温度梯度，而导致材料中产生的部分残余应力以及各向异性，使电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢材料组织具有均匀的性能。
步骤4中，为了保持选取材料的一致性，电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样沿沉积方向取样，如图3所示，对经过所述热处理1和所述热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，依据国标设计并通过机加工制成棒状试样用于动态力学疲劳试验，棒状试样几何形状如图4所示，标距段长度为13.5mm，直径为4.5mm，标距段粗糙度要求Ra＝0.2μm，夹持段直径10mm，长度为38mm，夹持段到标距段的过度圆角取R20。为了减少腐蚀、划痕等外部环境因素对动态力学疲劳试验的影响，进行步骤5所述动态力学疲劳试验前，将经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样和锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样进行机械抛光以达到镜面光洁度，然后在电解液(HClO4∶C2H5OH＝1∶9)中，室温，电压为20V，电流为5A的条件下进行电抛光20s。
步骤5中，使用轴向力承受能力为±25kN的液压伺服疲劳试验机(MTS370.02)对步骤4得到的棒状试样进行动态力学疲劳试验。动态力学疲劳试验在350℃下由完全反向三角波形R＝-1控制，恒定应变率为1x10-3/s，应变幅值为0.3％-0.7％，选择350℃温度是因为用于核电站的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢服役温度为350℃。为了更为了达到要求的试验温度，采用频率为15-35kHz的感应加热发生器对棒状试样进行加热。为了控制和测量温度，将0.25mm直径的k型热电偶点焊在棒状试样截面的中心。为了在棒状试样测量截面内获得一致的温度场，使用了自制的感应线圈在测试前将样品在恒温下保持20分钟，以确保整个样品的温度一致。使用测量长度为12.5mm的高温延伸计(Epsilon 7650)，施加适当的机械应变。对于迟滞回路，每个周期记录800个数据点，以确保结果准确。疲劳失效的标准定义为应力范围降低20％。
步骤6中，动态力学疲劳试验数据，如图5所示，经过热处理1与经过热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，以及锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在350℃，3％、40％、50％、70％的应变幅值条件下响应应力峰值随循环次数的变化曲线可以看出，在相同应变下的响应应力值随着循环次数的增加而下降，在应变控制的循环加载过程中均表现出循环软化特性，说明本发明中的热处理方法对循环应力响应的变化趋势没有影响。此外，通过对比可以看出，经过热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的峰值应力与经过热处理1的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢基本一致，二者均高于锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，而疲劳寿命前者较后者有明显提升，说明本发明的热处理方法对提高电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命有显著作用。说明本发明电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，一方面利用了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有较高强度的优点，同时克服了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较锻造9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命较低的不足。
经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢与经过锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在0.3％-0.7％应变幅值下的疲劳寿命对比，如图6所示，经过热处理1的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，在所有应变幅值下其疲劳寿命远低于锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，而对于0.4％、0.5％和0.7％的应变幅值，经过热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较经过热处理1的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢其疲劳强度基本不变，而疲劳寿命得到了显著改善，与锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的疲劳寿命相当；在0.4％的应变幅值下，疲劳寿命由3442提高至3782；在0.5％的应变幅值下，疲劳寿命由1560提高至2642；在0.7％的应变幅值下，疲劳寿命由705提高至834。说明本发明所述经过热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较仅经过热处理1的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳力学性能显著提升，较传统锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在应变幅相同的情况下材料强度更高，可以承受更大的载荷。在兼顾使用电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，缩短生产周期、无需模具即可制造更复杂的零件等优势的基础上，达到了与锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢相同的疲劳寿命水平，且疲劳强度优于锻造，较原有热处理方法提升了材料的疲劳寿命，一方面利用了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有较高强度的优点，同时克服了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较锻造9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命较低的不足，对工程应用有很强的实用价值。
步骤7中，使用电子背散射衍射(EBSD)方法对所述步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计。电子背散射衍射样品的制备流程为：使用不同目数的氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次通过400#、800#、1000#、1500#、2000#磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转以便于消除上道工序中产生的垂直方向的划痕，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕即可，后处理使用商用软件TSL OIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
步骤8中，使用电子背散射衍射(EBSD)方法对所述步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计。电子背散射衍射样品的制备流程为：使用不同目数的氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次通过400#、800#、1000#、1500#、2000#磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转以便于消除上道工序中产生的垂直方向的划痕，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕即可，后处理使用商用软件TSL OIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
一般来说，随着奥氏体化温度升高，奥氏体晶粒将逐渐长大，温度越高，晶粒长大越明显。奥氏体晶粒长大是一个自发的过程，这是因为晶界处原子排列不规则，故其能量偏高。在较高温度下，原子扩散比较容易，因而晶粒之间互相吞并以减少晶界表面积，降低晶粒表面能，从而使奥氏体晶粒长大。奥氏体晶粒长大的结果会使钢在冷却后的机械性能特别是塑性和韧性降低，导致性能恶化，然而本发明专利中所述的热处理方法使电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢得到了更加细化的原奥氏体晶粒。图7显示了经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢与锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒反极图。图7(a)显示经过热处理1后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小为75μm左右，尺寸较大；图7(b)显示经过本发明专利中所述热处理方法的热处理2后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒出现了明显细化，大约为18μm。为了将锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢与本发明所述的经过热处理2后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢相对比，图7(c)还显示了锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢原奥氏体晶粒的反极图，计算得到锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒尺寸为20μm，与经过热处理2后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢晶粒尺寸相当，说明基于增材制造和热处理得到的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有细化的晶粒，从微观上印证了宏观疲劳力学性能增强的机理。
总的来说，本发明中所述热处理2可使电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢奥氏体晶粒减小三倍以上，在疲劳寿命与锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢相当的情况下，前者强度明显高于后者，在利用电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢具有较高强度的优点的同时，克服了电弧增材制造改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢较锻造9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳寿命较低的不足。
为说明目的公开了本发明的实施例和附图，本技术领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (8)
1.一种电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢；
步骤2、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理1：
2.1、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
2.2、对经过2.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤3、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行热处理2：
3.1、对所述步骤1电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后氩气急冷；
3.2、对经过3.1处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
3.3、对经过3.2处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行1200℃固溶处理，接着保温2h后水淬；
3.4、对经过3.3处理后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢进行760℃人工时效处理2h，然后空冷；
步骤4、通过机加工将所述步骤2和步骤3热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢分别加工成棒状试样，对棒状试样进行机械抛光与电抛光处理；
步骤5、对所述步骤4得到的棒状试样进行应变幅值为0.3％-0.7％的动态力学疲劳试验；
步骤6、记录所述步骤5动态力学疲劳试验数据并对经过热处理方法后的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢疲劳性能提升进行分析；
步骤7、使用电子背散射衍射方法对所述步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计；
步骤8、使用电子背散射衍射方法对所述步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计。
2.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤1使用电弧增材制造制备改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，采用厚度10mm的钢板制备电弧增材制造的成型基板，用钢丝刷打磨及金属清洗剂除油处理，通过电弧增材制造技术在处理后的基板上成形改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢，基板预热温度为150℃，采用直径为0.9mm的焊丝作为给料进行制备，设置送丝速度为0.095m/min，焊枪行走速度为10mm/s，层间温度为115℃，电流为174A，电压为21.5V，采用往复式的增材制造方式，增材制造过程中3％CO2和97％Ar的混合物用作保护气体，保护气体流量为20L/min，得到的电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢呈板状，其含有105层沉积层，每层平均高度约2.6mm，整体尺寸为300mm×273mm×29mm。
3.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤2将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，氩气急冷；随后，将电弧增材制造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷。
4.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤3将经过所述步骤2处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢放入箱式电热炉内进行固溶处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至1200℃，保温2h后，室温水淬；随后，将电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢在箱式电热炉内进行人工时效处理，箱式电炉中温度设置加热速度13℃/min，加热至760℃，保温2h，室温空冷。
5.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤4电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样沿沉积方向取样，对经过所述热处理1和所述热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢通过机加工制成棒状试样用于动态力学疲劳试验，棒状试样，标距段长度为13.5mm，直径为4.5mm，标距段粗糙度要求Ra＝0.2μm，夹持段直径10mm，长度为38mm，夹持段到标距段的过度圆角取R20；进行所述步骤5动态力学疲劳试验前，将经过热处理1、热处理2的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样和锻造的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢棒状试样进行机械抛光，然后在电解液中，室温，电压为20V，电流为5A的条件下进行电抛光20s。
6.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤5使用轴向力承受能力为±25kN的液压伺服疲劳试验机对所述步骤4得到的棒状试样进行动态力学疲劳试验，动态力学疲劳试验在350℃下由完全反向三角波形R＝-1控制，恒定应变率为1x10-3/s，应变幅值为0.3％-0.7％，采用频率为15-35kHz的感应加热发生器对棒状试样进行加热，将0.25mm直径的k型热电偶点焊在棒状试样截面的中心，使用感应线圈在测试前将棒状试样在恒温下保持20分钟，使用测量长度为12.5mm的高温延伸计施加适当的机械应变，对于迟滞回路，每个周期记录800个数据点，疲劳失效的标准为应力范围降低20％。
7.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤7使用电子背散射衍射方法对所述步骤2得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计，电子背散射衍射样品的制备流程为：使用氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕，后处理使用商用软件TSLOIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
8.根据权利要求1所述的电弧增材制造和热处理提升铁素体马氏体钢疲劳性能方法，其特征在于：所述步骤8使用电子背散射衍射方法对所述步骤3得到的经过热处理的电弧增材制造制备的改性9Cr-1Mo铁素体马氏体钢的原奥氏体晶粒大小进行统计，电子背散射衍射样品的制备流程为：使用氧化硅砂纸在磨抛机上由粗至细，依次磨抛，更换砂纸型号时需将样品进行90°旋转，然后用体积比10％HClO4+90％C2H5OH的溶液，在电压20V，电流5A的条件下进行时间约20s的电解抛光去除最后一道工序形成的划痕即可，后处理使用商用软件TSL OIM Analysis 7.0，利用OIM软件重构原始材料IPF中的原奥氏体晶界。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109365809A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-22 | 西安航天发动机有限公司 | 一种激光熔化沉积成形06Cr14Ni7Mo马氏体不锈钢的热处理方法 |
| CN110340361A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 南京工业大学 | 快速直接制造热作模具的工艺方法 |
| CN116460391A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-07-21 | 广东艾迪特智能科技有限公司 | 一种电弧增材制造马氏体时效钢大型构件的设备及方法 |
| CN116604039A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-18 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 一种增材制造316l核工程小型部件的热处理工艺 |
| CN116926290A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-10-24 | 河北大河材料科技有限公司 | 一种提高轴承钢旋转弯曲疲劳强度的热处理方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109365809A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-22 | 西安航天发动机有限公司 | 一种激光熔化沉积成形06Cr14Ni7Mo马氏体不锈钢的热处理方法 |
| CN110340361A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 南京工业大学 | 快速直接制造热作模具的工艺方法 |
| CN116460391A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-07-21 | 广东艾迪特智能科技有限公司 | 一种电弧增材制造马氏体时效钢大型构件的设备及方法 |
| CN116604039A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-18 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 一种增材制造316l核工程小型部件的热处理工艺 |
| CN116926290A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-10-24 | 河北大河材料科技有限公司 | 一种提高轴承钢旋转弯曲疲劳强度的热处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周亚举: "热处理对电弧熔丝增材制造核电用铁素体/马氏体钢微观组织与力学性能的影响", 《焊接学报》, vol. 44, no. 10, 31 October 2023 (2023-10-31), pages 18 - 26 * |
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