[发明专利]一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料及使用方法

说明书

本发明公开了一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料及使用方法，本发明的材料采用低碳和低锰的成分设计，通过合理的锰硅比规定，利用Cr，Mo元素的共同强化作用和电熔增材制造的超高冷却速度达到X100钢级的强度要求，材料的钢级达到X100钢级的同时，冲击韧性也满足标准对三通管体的要求。本发明的材料严格控制碳元素的含量，有效降低了材料的碳当量和冷裂纹敏感性。

技术领域

本发明属于高强度三通管件制造领域，具体涉及一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料及使用方法。

背景技术

金属增材制造技术(3D打印成形技术)是上世纪80年代后期发展的一项崭新技术，其以增材制造为思想，综合数控、计算机、机械工程及材料科学等技术于一体，是实现三维原件成形的先进技术。金属增材制造的材料主要分为粉材和丝材两种，主要为钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金和镁合金等五种金属。

三通管件(Tee)是油气输送管道工程中重要而且用量较大的配件。它在管道建设中用来改变管道方向、改变管径大小、进行管道分支、实现特殊连接等作用。近年来油气管道建设已进入了发展的高峰期，随着管道业的发展，三通管件也趋于高强度、大口径、厚壁、高性能的发展方向。

现有三通制造采用热挤压法进行，热挤压三通由于没有焊缝，表面光洁度好、外形变化平缓、壁厚分布无突变、整体强度好等优点成为现今我国制造高强度、大口径油气输送管道三通管件的主要技术。但是在生产工艺方面，由于受锻造毛坯尺寸、压力机承载能力和加工成本的限制，在高压、大口径输送管道方面，当前国内三通的强度、设计壁厚已大大超出了目前国内三通管件热挤压生产工艺和设备的承载能力。因此，需要一种新的三通管件材料来满足的三通管件对承载能力的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料及使用方法，使打印后材料的钢级达到X100钢级，同时冲击韧性满足标准对三通管体的要求。

为了达到上述目的，一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料，以质量百分比计，包括如下配比：

C：0.06％～0.10％；Mn：0.70％～1.0％；Si：0.20％～0.40％；Cr：1.5％～2.5％；Mo：0.5％～1.0％；Ni：0.05％～0.10％；Nb：0.004％～0.007％；Cu：0.02％～0.05％；Ti：0.01％～0.016％；B：≤0.005％，P≤0.010％；S≤0.005％；其余为Fe。

锰、硅的质量比为(3：1)～(4：1)。

一种电熔增材制造X100钢级三通管件材料的使用方法，采用电熔增材制造法制造X100钢级三通管件。

电熔增材制造法的具体方法包括：

步骤一，根据所需配比将材料C、Mn、Si、Cr、Mo、Ni、Nb、Cu、Ti、B、P、S和Fe混合后作为原丝加入到三坐标数字化电熔打印设备中，再加入辅剂；

步骤二，三坐标数字化电熔打印设备将原丝和辅剂的混合料送入电熔头中；

步骤三，将基体固定在打印平台上，并根据三通管件的尺寸选择对应的电熔头数量和间距；

步骤四，计算机根据所需三通管件的图纸将轨迹坐标数据解析为机械运动控制程序，并分别控制打印平台带动主管旋转以及电熔头运动，在基体上完成三通管件的打印。

辅剂采用10～60目颗粒状氧化物与卤化物。

计算机连接远红外测温仪和冷却装置，通过远红外测温仪检测打印平台的温度，通过冷却装置控制打印平台的温度。