选区激光熔化成形4Cr5MoSiV1钢显微硬度预测模型研究
2021-11-25毕延超陶凤和贾长治陈帅
金属加工(热加工) 2021年11期
毕延超,陶凤和,贾长治,陈帅
1.陆军工程大学石家庄校区 河北石家庄 050003
2.32562部队 贵州龙里 522730
1 序言
选区激光熔化成形技术(Selective Laser Melting,SLM)与传统减材制造方式相比,除了原材料和后处理决定成形件力学性能外,选区激光熔化成形的工艺参数也在一定程度上影响着成形件的力学性能[1-7]。
选区激光熔化成形过程是一个复杂的物理、化学变化过程,成形过程中金属粉材以极快的速度熔化、凝固,其机理难以用传统平衡凝固学理论解释,卢秉恒院士指出,研究强非平衡态下凝固学理论是一个重要课题[8-12]。当前从工程应用的角度,分析选区激光熔化成形工艺参数与成形件力学性能之间的定量关系,并建立二者间的数学解析模型,既可以为工艺参数选择提供依据,又可以在一定程度上有效预测成形件力学性能,因此具有重要的现实意义。
显微硬度反映的是材料抵抗物体压入其表面深度的能力,是材料弹塑性能的综合指标之一[13]。本文通过不同工艺参数成形试样并测试其显微硬度,在分析工艺参数对显微硬度影响规律基础上,通过多项式回归的方法建立工艺参数到显微硬度的预测模型,为选区激光熔化技术的工程应用提供参考。
2 试验设备、材料和方法
(1)试验设备 试样成形设备采用广东信达雅公司研制的选区激光熔化设备DiMetal-50,其激光器为200W光纤激光器、聚焦光斑为70μm、最快扫描速度为6000mm/s、最大成形尺寸为50mm×50mm×50mm。
(2)试验材料 试验选用气雾化法制备的4Cr5MoSiV1钢粉末,粒径分布为15~45μm,化学成分见表1。……
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