选区激光熔化不锈钢全流程关键问题研究现状与进展
2023-12-21宗学文叶凡刘登科宋增全庞盈
精密成形工程 2023年12期
关键词:力学性能
宗学文,叶凡,刘登科,宋增全,庞盈
(西安科技大学 a.机械工程学院 b.增材制造技术研究所,西安 710054)
选区激光熔化(SLM)是一种新兴的增材制造(AM)技术,在众多行业具有广泛的应用[1]。SLM的基本原理如图1 所示,它涉及激光热源和金属粉末颗粒之间的相互作用,以分层打印、逐层熔化再凝固的模式累加构成完整零件。316L 不锈钢是一种低碳奥氏体不锈钢,具有高延展性、中等屈服强度、高可焊性、高耐腐蚀性和高抗氧化性等优异性能,且成本相对较低,是家居用品、航空航天、核工业等的必备合金结构材料。在从熔融态冷却至室温过程中,316L不锈钢通常不发生固态相变[2],其物理冶金过程相对简单,是进行SLM 研究的首选材料[3]。
通过SLM 获取具有优异力学性能的制件是众多学者研究的主要目的,大量学者针对SLM-316L 工艺参数与制件性能的关系展开了研究。同时,制件微观结构与SLM 打印316L 构件性能间的关系已成为学者们广泛关注的问题[4-6]。如图2 所示,制件的宏观性能取决于其微观组织构成,如晶胞、晶粒、织构等[2,7],而微观组织主要取决于SLM 制造的工艺参数、原料特性和前后处理方式[8]。这些宏观性能包括表面粗糙度[9]、表面硬度、致密度[10]等。成形零件的缺陷直接影响了宏观性能,包含球化、未融合孔隙(LOF)[6]、锁孔孔隙[11]、宏观和微观裂纹[12-13]。因此,深入研究工艺参数对缺陷和组织的影响,对预测理想力学性能的SLM 构件至关重要[14]。宗学文等[15]研究了体激光能量密度(Ev=P/vhd,P为激光功率,v为扫描速度,h为扫描间距,d为层厚度)的变化对SLM-316L 制件组织及性能的影响。……
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