重熔及退火对316L不锈钢激光熔覆层残余应力的影响

发布时间：2021-01-29 17:08

　　选用316L不锈钢粉末在Q235钢板上进行激光熔覆,并对熔覆试样进行了激光重熔和退火处理。利用盲孔法对熔覆层及基体的残余应力进行测试,采用光学显微镜、维氏硬度计对熔覆层进行微观组织观察和硬度测试。结果表明,激光重熔后熔覆层组织结构未发生显著改变;熔覆层经600℃退火2 h后晶粒有轻微长大,经800℃退火2 h后发生再结晶,枝状晶数量减少。经过激光重熔和退火工艺后,显微硬度仍维持较高值。激光重熔最多能使残余应力降低55.9%,而合理的退火处理工艺能使残余应力降低70%以上,800℃退火2 h时残余应力的改善效果最显著,残余应力降低了83.8%。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

熔覆试样残余应力测量位置示意图

图1 熔覆试样残余应力测量位置示意图图2为激光熔覆和经过不同功率重熔后试样的宏观形貌图，由于重熔时表面之前不平整的凸起凹陷处和未熔颗粒会再次熔化，经重熔的熔覆层表面相对之前变得更加平整、光泽，熔覆层的宏观形貌有所改善，随着重熔功率的增大熔覆层表面平整度略有改善。从图3中的微观组织可以看出，重熔后试样的组织分布均匀，与未重熔试样熔覆层组织相比，不同激光功率重熔后微观组织未发生显著改变。但是，通过激光重熔对熔覆层进行重新加热熔化，原子再次得到更高的能量而扩散，使残余应力状态重新分布，重熔前的拉伸应力就会得到一定释放。

图4为测得的不同激光功率和扫描速率下重熔处理试样与未重熔处理试样的熔覆层平均残余应力数据。由图4(a)可以看出，未重熔处理的熔覆试样沿扫描方向的纵向残余应力为206.4 MPa，横向残余应力为122.9 MPa。经过激光重熔之后，熔覆层的残余应力明显减小，激光重熔功率为1200 W时，残余应力下降幅度最大，纵向残余应力下降了43.1%，横向残余应力下降了44.1%。图4(b)中扫描速率为4 mm/s时，纵向残余应力和横向残余应力分别下降了36.3%和22.5%;相比之下，扫描速率为12 mm/s时，纵向残余应力和横向残余应力下降幅度为16.5%和11.5%。可知，激光重熔时的扫描速率越慢，熔覆层的残余应力下降幅度越大。图4 激光重熔后熔覆层平均残余应力变化

【参考文献】：
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本文编号：3007256