激光选区熔化0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的成形工艺及显微组织研究
发布时间：2020-12-18 11:52
通过激光选区熔化技术制备了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢试样,研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样致密度及微观组织的影响。结果表明:0Cr16Ni5Mo1粉末SLM优化工艺参数组合为激光功率214 W、扫描速度728 mm/s,试样的致密度最高。在较优工艺参数下,试样组织内部为板条状马氏体;工艺参数不合理时,试样内部δ铁素体较多。
【文章来源】：热加工工艺. 2020年16期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
0Cr16Ni5Mo1粉末的形貌
图2为不同工艺参数下激光选区熔化成形0Cr16Ni5Mo1试样致密度的变化趋势。由图2(a）可知，当扫描速度分别在728、928 mm/s时，随着激光功率从194W增加至224W，试样的致密度均先增大后减小，激光功率在214W时，试样致密度最高。这是由于当扫描速度一定时，功率较低时（194 W），不锈钢粉末吸收能量较少，熔池内液体黏度较高，不利于液体流动，无法浸润已凝固实体[10]。图2(b）为激光功率为214 W时不同扫描速度下试样的致密度变化趋势。可看出，扫描速度为728mm/s时，试样致密度最高。当扫描速度从728 mm/s增加至928 mm/s时，致密度略微减小，但致密度都在99.5%以上。随着扫描速度的继续增加，试样致密度急剧减小。这主要是由于激光能量不足，激光选区熔化过程中形成的熔池较小，且熔深不够，在扫描线与扫描线之间，以及层与层之间出现未熔合或熔合不良的现象。
图3为不同工艺参数下试样的光镜照片。对比图3(a）、（b）、（d）、（e）可观察出，图3(b）较图3(a）点状缺陷较少，图3(e）较图3(d）点状缺陷较少。当激光功率从214W增加至224W，试样的致密度略微减小，反映在图3(b）与（c）、图3(e）与（f）的对比中，试样中点状缺陷的变化不是很明显。这是因为随着激光功率的继续增加，能量输入过高，导致部分金属发生气化；反冲力造成粉末及周围金属溶液的飞溅，使该处形成熔瘤，熔瘤处的激光能量吸收率较低；当下一层铺粉激光扫描时产生疏松或者气孔，导致致密度下降[11]。如图3(g）、（h）所示，随着扫描速度增加至1128、1228 mm/s，这种孔隙缺陷更大，分布也越广泛。图4为扫描速度为728 mm/s时不同激光功率下试样的SEM图。从图4(a）可知，材料的基体为板条马氏体组织，成条排列，并且相邻的马氏体大致平行。这些平行的板条马氏体形成一个马氏体区域，凸起的小块状为δ铁素体。马氏体是马氏体不锈钢获得高强度、高硬度必备的基本组织结构。随着功率的增加，如图4(b）、（c），输入的能量不断增大，δ铁素体逐渐增多，板条状马氏体逐渐减少；而细化的马氏体板条组织可提高钢的抗拉强度[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光选区熔化镍基高温合金GH4169的成形工艺与显微组织研究[J]. 孙兵兵,房立家,张学军. 热加工工艺. 2019(12)
[2]扫描速度对选区激光熔化316L不锈钢粉末成形缺陷及性能的影响[J]. 马英怡,刘玉德,石文天,王朋,祁斌,杨锦,韩冬. 激光与光电子学进展. 2019(10)
[3]N含量对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢力学性能和组织的影响[J]. 孙永庆,刘振宝,王长军,梁剑雄,李文辉,杨志勇. 金属热处理. 2019(03)
[4]选区激光熔化成形316L不锈钢微观组织及拉伸性能分析[J]. 尹燕,刘鹏宇,路超,肖梦智,张瑞华. 焊接学报. 2018(08)
[5]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[6]0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图[J]. 袁武华,龚雪辉,孙永庆,梁剑雄. 材料工程. 2016(05)
[7]Microstructure Evolution and Precipitation Behavior of 0Cr16Ni5Mo Martensitic Stainless Steel during Tempering Process[J]. Wu-hua YUAN,Xue-hui GONG,Yong-qing SUN,Jian-xiong LIANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(04)
硕士论文
[1]N含量对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响[D]. 张宝丽.湖南大学 2017
本文编号：2923957
【文章来源】：热加工工艺. 2020年16期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
0Cr16Ni5Mo1粉末的形貌
图2为不同工艺参数下激光选区熔化成形0Cr16Ni5Mo1试样致密度的变化趋势。由图2(a）可知，当扫描速度分别在728、928 mm/s时，随着激光功率从194W增加至224W，试样的致密度均先增大后减小，激光功率在214W时，试样致密度最高。这是由于当扫描速度一定时，功率较低时（194 W），不锈钢粉末吸收能量较少，熔池内液体黏度较高，不利于液体流动，无法浸润已凝固实体[10]。图2(b）为激光功率为214 W时不同扫描速度下试样的致密度变化趋势。可看出，扫描速度为728mm/s时，试样致密度最高。当扫描速度从728 mm/s增加至928 mm/s时，致密度略微减小，但致密度都在99.5%以上。随着扫描速度的继续增加，试样致密度急剧减小。这主要是由于激光能量不足，激光选区熔化过程中形成的熔池较小，且熔深不够，在扫描线与扫描线之间，以及层与层之间出现未熔合或熔合不良的现象。
图3为不同工艺参数下试样的光镜照片。对比图3(a）、（b）、（d）、（e）可观察出，图3(b）较图3(a）点状缺陷较少，图3(e）较图3(d）点状缺陷较少。当激光功率从214W增加至224W，试样的致密度略微减小，反映在图3(b）与（c）、图3(e）与（f）的对比中，试样中点状缺陷的变化不是很明显。这是因为随着激光功率的继续增加，能量输入过高，导致部分金属发生气化；反冲力造成粉末及周围金属溶液的飞溅，使该处形成熔瘤，熔瘤处的激光能量吸收率较低；当下一层铺粉激光扫描时产生疏松或者气孔，导致致密度下降[11]。如图3(g）、（h）所示，随着扫描速度增加至1128、1228 mm/s，这种孔隙缺陷更大，分布也越广泛。图4为扫描速度为728 mm/s时不同激光功率下试样的SEM图。从图4(a）可知，材料的基体为板条马氏体组织，成条排列，并且相邻的马氏体大致平行。这些平行的板条马氏体形成一个马氏体区域，凸起的小块状为δ铁素体。马氏体是马氏体不锈钢获得高强度、高硬度必备的基本组织结构。随着功率的增加，如图4(b）、（c），输入的能量不断增大，δ铁素体逐渐增多，板条状马氏体逐渐减少；而细化的马氏体板条组织可提高钢的抗拉强度[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光选区熔化镍基高温合金GH4169的成形工艺与显微组织研究[J]. 孙兵兵,房立家,张学军. 热加工工艺. 2019(12)
[2]扫描速度对选区激光熔化316L不锈钢粉末成形缺陷及性能的影响[J]. 马英怡,刘玉德,石文天,王朋,祁斌,杨锦,韩冬. 激光与光电子学进展. 2019(10)
[3]N含量对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢力学性能和组织的影响[J]. 孙永庆,刘振宝,王长军,梁剑雄,李文辉,杨志勇. 金属热处理. 2019(03)
[4]选区激光熔化成形316L不锈钢微观组织及拉伸性能分析[J]. 尹燕,刘鹏宇,路超,肖梦智,张瑞华. 焊接学报. 2018(08)
[5]金属零件激光选区熔化技术的现状及进展[J]. 杨永强,陈杰,宋长辉,王迪,白玉超. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[6]0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图[J]. 袁武华,龚雪辉,孙永庆,梁剑雄. 材料工程. 2016(05)
[7]Microstructure Evolution and Precipitation Behavior of 0Cr16Ni5Mo Martensitic Stainless Steel during Tempering Process[J]. Wu-hua YUAN,Xue-hui GONG,Yong-qing SUN,Jian-xiong LIANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(04)
硕士论文
[1]N含量对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响[D]. 张宝丽.湖南大学 2017
本文编号：2923957
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2923957.html
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