激光选区熔化316L不锈钢组织和性能研究

发布时间：2023-04-05 15:47

　　激光选区熔化技术(SLM)能够直接成形出具有高精度、高性能的功能结构材料,广泛应用于复杂异形结构件的生产当中。但是由于目前市场上细微粉末原料的价格昂贵,打印过程中的复杂热历史和工艺缺陷等因素造成沉积态316L结构件的打印成本高、试样存在不同程度的组织缺陷及力学性能不稳定等问题。为了探究不同初始粉末粒径和制备工艺参数对试样的致密度、显微组织和拉伸力学性能的影响规律,深入研究激光选区熔化技术形成的独特微米尺度亚晶组织形成机理及后续热处理对亚晶组织和力学性能的影响,本文以316L不锈钢粉末为原料,对激光选区熔化技术在不同参数下制备的沉积态试样展开研究。将两种粒径尺寸的粉末以不同比例混合作为粉末原料,研究混合粉相组成的变化,以及制备试样表面形貌,显微组织结构和力学性能的变化。结果表明混合后粉末的相组成不变,均为单相奥氏体。随着大粒径粉末含量增大,顶部扫描轨道形貌由平整变得弯曲,侧面微熔池尺寸减小,亚晶结构特征逐渐减弱,出现颗粒未熔现象,未熔颗粒内部存在成分偏析现象并引入了O元素。当混入20%大粒径粉末后,能够通过SLM技术制备出拉伸强度662 MPa,延伸率为47%的沉积态试样。研究不同制备工...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 奥氏体不锈钢简介
    1.3 金属增材制造的典型方法
        1.3.1 定向能量沉积技术
        1.3.2 粉床熔融增材制造技术
    1.4 激光选区熔化国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 课题研究的意义
    1.6 课题研究的内容
2 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 设备概况
        2.2.2 激光扫描方式
    2.3 实验方案
    2.4 实验主要分析方法
        2.4.1 沉积态试样密度测试
        2.4.2 物相及显微形貌表征方法
        2.4.3 力学性能测试
    2.5 热处理工艺
    2.6 行星式混料机
3 混合粉末对沉积态316L组织性能的影响
    3.1 引言
    3.2 混合粉末性能表征
    3.3 混合粉末沉积态316L不锈钢试样组织形貌
    3.4 混合粉末沉积态316L不锈钢典型缺陷
    3.5 混合粉末沉积态316L不锈钢拉伸性能
    3.6 混合粉末沉积态316L不锈钢断口分析
    3.7 本章小结
4 激光选区熔化316L不锈钢工艺参数研究
    4.1 引言
    4.2 激光工艺参数对沉积态316L不锈钢致密度的影响
        4.2.1 扫描速率v对沉积态316L不锈钢致密度的影响
        4.2.2 扫描间距h对沉积态316L不锈钢致密度的影响
        4.2.3 扫描层厚t对沉积态316L不锈钢致密度的影响
        4.2.4 体能量密度(VED)对沉积态316L不锈钢致密度的影响
    4.3 激光工艺参数对沉积态316L不锈钢显微组织性能的影响
        4.3.1 激光工艺参数与沉积态显微组织关系
        4.3.2 激光工艺参数对沉积态316L不锈钢显微组织的影响
    4.4 激光工艺参数对沉积态316L不锈钢力学性能的影响
    4.5 沉积态316L不锈钢拉伸断口分析
    4.6 本章小结
5 激光选区熔化316L不锈钢亚晶组织研究
    5.1 引言
    5.2 激光选区熔化316L不锈钢亚晶组织
    5.3 斜温度梯度自由表面薄液层热毛细对流模式
    5.4 激光单道次扫描温度场模拟
        5.4.1 有限元模型的建立
        5.4.2 温度场模拟结果
    5.5 沉积态316L不锈钢EBSD分析
    5.6 热处理对沉积态316L不锈钢组织和性能的影响
    5.7 本章小结
6 结论
参考文献
附录 :发表论文情况
致谢



本文编号：3783687