激光近凈成形316L不銹鋼塊體材料的工藝與性能研究.pdf

1、激光近凈成形技術(shù)是金屬零件增材制造領(lǐng)域的重要組成部分，是近年來在同步送粉式激光熔覆工藝的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的新興激光增材制造技術(shù)。激光近凈成形塊體材料時(shí)，激光束掃描路徑的規(guī)劃與實(shí)現(xiàn)是保證零件高質(zhì)量和高精度的關(guān)鍵所在。因此，研究激光束掃描路徑對(duì)成形零件內(nèi)部微觀組織演變和性能的影響很有意義。
　　首先，本文通過單道單層激光熔覆實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)性地研究了激光功率、粉末輸送速率和激光束掃描速度三種工藝參數(shù)對(duì)熔覆層宏觀形貌、微觀組織和維氏硬度的影

2、響。其次，通過單層多道橫向搭接和單道多層縱向搭接實(shí)驗(yàn)，分析并總結(jié)出橫向搭接率和Z軸提升高度對(duì)成形的影響。最后，利用上述優(yōu)化的工藝參數(shù)，采用三種激光束掃描路徑成形不銹鋼塊體材料，對(duì)其凝固組織和性能進(jìn)行了分析探討，并研究了固溶處理對(duì)塊體材料的影響。主要結(jié)論總結(jié)如下:
　　(1)在激光功率、粉末輸送速率和激光束掃描速度三種工藝參數(shù)中，激光束掃描速度對(duì)單道單層熔覆層形貌（包括高度和寬度）的影響最為顯著。對(duì)于熔覆層內(nèi)部凝固組織，粉末輸送速率

3、主要影響組織形態(tài)，而激光功率和激光束掃描速度主要影響晶粒尺寸。
　　(2)橫向搭接率對(duì)熔覆層的表面平整度有顯著影響，其中當(dāng)橫向搭接率為50％和66.7％時(shí)，熔覆層表面均比較平整，滿足搭接質(zhì)量的要求。Z軸提升高度設(shè)定為0.3 mm時(shí)可成功制備出穩(wěn)定薄壁墻試樣。
　　(3)激光束掃描路徑可顯著影響塊體材料內(nèi)部的顯微組織和拉伸力學(xué)性能，采用雙向正交掃描路徑制備的試樣的力學(xué)性能最好。經(jīng)固溶處理后，三種塊體材料的抗拉強(qiáng)度均減小，伸長(zhǎng)率