激光選區熔化成形18Ni300工藝參數優化及組織性能分析

白晶斐，馬亞鑫，陳曉輝，張宏，門正興，陳誠，岳太文

激光選區熔化成形18Ni300工藝參數優化及組織性能分析

白晶斐1，馬亞鑫1，陳曉輝2，張宏3，門正興1，陳誠1，岳太文1

（1. 成都航空職業技術學院 航空裝備制造產業學院，成都 610021；2. 中國空氣動力研究與發展中心，四川 綿陽 621000；3. 四川大學 建筑與環境學院 破壞力學與工程防災減災四川省重點實驗室，成都 610065）

研究工藝參數對18Ni300馬氏體時效鋼激光選區熔化成形質量的影響。采用正交試驗方法研究激光功率和掃描速度對18Ni300相對致密度、硬度的影響，得到鋪層層厚0.03 mm、掃描間距0.1 mm時為18Ni300最佳工藝參數，并對最佳工藝參數成形的試樣進行組織及力學性能表征。激光功率為230 W、掃描速度為1 100 mm/s時，試樣硬度為44.7HRC，相對致密度為99.98%，相對最優；材料魚鱗狀組織均勻致密，氣孔較少，部分柱狀晶沿熔池邊界呈外延生長，熔池邊界細小晶粒取向基本隨機，熔池內部分粗大柱狀晶有一定的擇優性。最優參數情況下SLM成形的18Ni300主要由體積分數為99.8%的馬氏體和0.2%的殘余奧氏體組成；試樣的力學性能有明顯的各向異性，拉伸斷口有明顯的頸縮，斷裂形式為韌性斷裂，纖維區可以看到明顯的等軸大韌窩、孔洞，并伴有明顯的撕裂特征。

激光選區熔化；馬氏體時效不銹鋼；微觀組織；力學性能

增材制造技術（Additive Manufacturing，AM）是按照打印的方式，一層層把材料堆積到一起，將設計圖上的三維結構制造出來。大多數相關的AM技術是使用粉末或線材為原料，通過集中熱源選擇性地熔化，并在隨后的冷卻中固化，形成一個部件[1-3]。……