航空发动机整体叶盘是未来高推比发动机的首选结构和发展方向,其在减轻发动机重量的同时使得叶盘结构简化,从而提高发动机的气动效率和使用可靠性,目前整体叶盘的制备工艺还需要有很大的突破。激光直接沉积成形技术作为一种材料逐层添加与一体成形相结合的新型技术,适合制备新型整体叶盘。利用激光直接沉积成形技术有望实现从涡轮盘到叶片成分、组织与性能相结合的过渡结构。本文选用典型的涡轮盘用GH4169与叶片所用K417G镍基高温合金粉末作为基础材料,为获得整体叶盘过渡区不同镍基高温合金成分,按照混合成分差为10 wt.%分别将GH4169粉末含量递减而K417G粉末含量递增获得两者不同比例的九组混合粉末,采用激光直接沉积成形制备混合成分样品进行研究。利用XRD、OM、SEM、显微硬度计、万能材料试验机对沉积层的物相、显微组织、成分及显微硬度、室温拉伸性能进行了分析表征,并对从涡轮盘过渡到叶片的过程中混合成分样品的组织与性能的变化趋势进行了初步判定。在激光功率1800W,激光扫描速度5mm/s,搭接率40%的优化工艺参数下利用半导体激光器制备了包括两种基础材料在内的共计十一组镍基高温合金的激光直接沉积成形块体实验样品。实验结果表明,沉积层无气孔和裂纹等缺陷,成形性良好。激光直接沉积成形镍基高温合金下部至中部由柱状晶组成,顶层组织为细小的十字状枝晶。在激光直接沉积成形混合成分样品中,伴随其原始粉末中K417G合金粉含量占比的递增,基体γ相的晶格常数呈现出下降的趋势,由0.36019nm(激光直接沉积成形的M10样品)减少到0.35850nm(激光直接沉积成形的M90样品);而γ’相的晶格常数则逐渐增大,由对应上述成分的0.35692nm增加至0.35753nm;γ’/γ两相的晶格错配度则相应的由-0.912%减小到-0.217%。沉积态下GH4169合金的主要相组成为:γ相、Laves相、碳化物以及岛状的(γ+Laves)的共晶组织;沉积态下K417G合金的主要相组成为:γ相、γ’相、碳化物以及齿状的(γ+γ’)的共晶组织;镍基高温合金混合成分样品中主要相组成为:γ相、γ’相、Laves相及碳化物;伴随混合成分样品原始粉末中K417G合金粉含量占比的递增,Laves相的形貌由团状的(γ+Laves)共晶组织逐渐转变为条块状、薄片状、半透明长条状且数量明显下降,碳化物在混合成分样品中呈点块状、短棒状分布,且有从富Nb型逐渐转变为富Ti型的趋势。激光直接沉积成形工艺下的GH4169合金平均显微硬度为223 HV,屈服强度和抗拉强度分别为415 MPa与753 MPa,延伸率达32.81%;K417G合金平均显微硬度为410 HV,屈服强度和抗拉强度分别为743 MPa与1026 MPa,延伸率达14.25%。在制备出的混合成分样品中,当其原始粉末中K417G合金粉含量占比在20 wt.%到80 wt.%范围内,随其含量的递增,各个混合成分样品的显微硬度与强度呈上升趋势,当混合成分样品原始粉末中K417G合金粉含量占比在80 wt.%时,对应的M80混合成分样品显微硬度与强度为最高,分别为441 HV与1172 MPa。