高功率光纖激光熔化成形IN718的工藝及性能

劉錦輝， 劉邦濤， 謝雪冬， 袁學兵， 孟祥林

(1.黑龍江科技大學 機械工程學院，哈爾濱150022;2.華中科技大學 材料成形與模具技術國家重點實驗室，武漢430074)

選擇性激光熔化(selective laser melting，SLM)是一種基于增材制造原理的金屬零部件成形加工方法，是快速成形技術發展的結果［1，2］。SLM 技術采用高能量激光束選擇性逐層熔化的方式，根據自定義的三維CAD 模型直接成形具有特定復雜結構的金屬零部件，成形過程中預鋪金屬粉末完全熔化達到冶金結合。制造表面質量良好且具有復雜結構的金屬零件是SLM 技術應用的主要方向之一［3 ～6］。

隨著航空航天、核工業等高性能要求領域的飛速發展，對具有復雜結構、高精度和高機械性能零部件的需求不斷攀升［7～11］。鎳基高溫合金IN718 憑借其良好的高溫蠕變強度、抗疲勞、抗氧化和抗熱腐蝕性能，被廣泛地應用于航空航天等工業領域［12～15］。利用IN718 合金優良的耐腐蝕性能，國外將其用作高含硫化氫、二氧化硫酸性油氣田封隔器的主體材料［16］。IN718 合金在固溶強化和沉淀強化共同作用下能夠在很大溫度范圍內保持優越的機械性能，然而，因鎳基高溫合金機械性能較高，采用傳統機加工方法加工效率低、原料浪費嚴重且具有較高的廢品率［17，18］;因此，SLM 成形技術制造IN718零件得到了業內研究人員的廣泛關注。國內的華中科技大學、西北工業大學、南京航空航天大學以及美國德克薩斯大學都曾研究過IN718 粉末材料的激光成形，對不同工藝下IN718 的性能做出了比較分析［19～22］。……