[发明专利]制备增强镍基高温合金复合材料单晶叶片的方法

摘要

本发明涉及制备增强镍基高温合金复合材料单晶叶片的方法，利用超细单晶镍粉作为主要原材料，加入增强材料，根据高温合金材料配方要求加入其它超细难熔金属粉末，成型后，通过电磁场约束诱导区域熔炼定向凝固再结晶的方法制备飞机发动机石墨烯增强的镍基高温合金复合材料单晶涡轮叶片。与现有技术相比，本发明充分利用增强材料的优异力学性能和高导热性，抑制单晶叶片工作时内部应力裂纹的产生和发展，提高单晶叶片的导热系数和快速散热性能，从而显著提高传统单晶叶片的高温力学性能、工作温度以及高温疲劳使用寿命，进而显著提高飞机发动机的推重比。

主权项

制备增强镍基高温合金复合材料单晶叶片的方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：(1)以超细单晶或多晶镍粉颗粒为主要原材料，根据高温合金材料配方要求加入其它超细难熔金属粉末；(2)添加石墨烯、碳纳米管或碳纤维中的一种或几种作为增强材料，球磨混合均匀；(3)将添加有增强材料的混合均匀的粉体通过模具模压或3D打印成叶片毛坯；(4)将得到的叶片毛坯通过区域熔炼完成合金化处理并定向凝固实现再结晶，在熔炼区域前施加电磁场迫使还未融化的单晶或多晶镍粉颗粒的微小磁畴磁矩按单晶叶片的生长方向定向排列，在熔炼区域后施加电磁场，约束和诱导未凝固的、处于高温再结晶过程的叶片大单晶磁畴磁矩按单晶叶片的生长方向定向排列生长凝固结晶形成所有的原子排列一致的单晶体，制作得到增强的镍基复合材料单晶叶片。