激光選區熔化成形316L/IN718 混合粉末工藝研究

楊 炫，韓保紅，赫萬恒，張敦絮

(陸軍工程大學石家莊校區車輛與電力工程系，河北 石家莊 050000)

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1987 年日本學者新野正之與平井敏雄等人為解決航天飛機的熱防護系統問題，首次提出了功能梯度材料(functionally gradient materials，FGM)的概念[1]，即在高溫氣體接觸側采用陶瓷耐高溫材料，而在液氫冷卻的一側采用金屬材料來保證其力學強度和熱傳導性。FGM 可以滿足在同一零件上應用不同的材料，能夠極大地改善單一材料的性能，使之滿足耐高溫、電、磁等諸多嚴苛條件，因此在航天航空、冶金、醫學等領域有著至關重要的作用[2-4]。激光選區熔化(Selective laser melting，SLM)是一種重要的增材制造方法，通過激光束選擇性地熔化連續粉末層，可實現復雜結構金屬構件的直接成形[5]，相較于傳統加工工藝，SLM 具有設計自由度高、近凈成型、材料利用率高和生產靈活性等諸多優勢，但是受制于其鋪粉原理，該技術不易在成形過程中按需自由布置不同種類的材料，難以自由制造梯度功能材料。因此目前功能梯度材料增材制造工藝方面的研究主要集中在激光凈成形技術(Laser Engineering Net Shaping，LENS)。席明哲等[6]采用LENS 制備了316L 不銹鋼/鎳基合金/Ti6Al4V 梯度材料。美國Sandia 國家實驗室的Griffit 等[7]采用LENS 制備了SS316/In690 梯度材料，并研究了其組織結構、氣孔率、成分分布以及鐵素體含量等內容。Zhong 等[8]制備了Stellite6/WC 梯度材料并研究了其組織結構、硬度以及WC的相變、分解與再沉淀情況。Lin 等[9，10]主要針對不銹鋼、鈦合金和高溫合金等材料，基于LENS 技術制備了316/Rene88DT、TC4/Rene88DT 等梯度材料，研究了材料的微觀……