选区激光熔化成形304不锈钢的力学性能研究

论文摘要

选区激光熔化成形(Selective Laser Melting)是一种新型的快速成型技术,其成型工艺简单,可直接成型制成终端高致密度高性能的金属产品,在生物医学和航天航空等领域有广泛的应用前景。由于SLM技术发展时间尚短,系统研究成型件的力学性能方面的研究报道较少,因此,开展SLM技术制造零件的力学性能方面的研究对工程上的应用具有重要的意义。本文系统的研究了切片厚度、相位角、搭接率、倾斜角、激光功率、扫描速度对SLM技术成型件力学性能的影响规律,结果表明:在功率密度足够的情况下,切片厚度对成型件的力学性能几乎无影响;相位角在105°时成型件的力学性能最好,但总体而言相位角对成型件的力学性能影响较小;成型件的致密度随着搭接率的增加而增加,但是在功率密度足够的情况下,搭接率对零件的力学性能影响较小;在水平方向与垂直方向相比,成型件的强度高塑性低;在可成型范围内,成型件的强度先是随着激光功率与扫描速度的增加而增加,之后趋近于稳定。总体而言,SLM成型件的性能相当于或是略大于锻件性能。微观组织的研究表明:SLM成型件的组织均匀,扫描线之间以及熔覆层之间搭接良好,晶粒细小,主要为很多方向不同的柱状晶;SLM成型件的显微硬度在XOY面和XOZ面都比较均匀,基本都在HV0.2240~270之间;SLM成型件的断口呈现韧性断裂特征,断口由均匀细小的圆形韧窝构成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 SLM 成型原理与技术概述
• 1.3 SLM 技术的国内外研究现状和发展趋势
• 1.4 课题来源、目的及意义
• 1.5 本文研究内容、重点和技术方案
• 2 实验设备、 方法与材料
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.4 本章小结
• 3 选区激光熔化成形的基础工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 单道薄壁墙的研究
• 3.3 本章小结
• 4 选区激光熔化参数对力学性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 切片层厚对金属零件力学性能的影响
• 4.3 相位角对金属零件力学性能的影响
• 4.4 搭接率对金属零件力学性能的影响
• 4.5 不同倾斜角对金属零件力学性能的影响
• 4.6 不同激光功率与扫描速度对金属零件力学性能的影响
• 4.7 本章小结
• 5 选区激光熔化成形304 不锈钢的微观组织与断口研究
• 5.1 引言
• 5.2 金相显微组织
• 5.3 扫描电镜分析
• 5.4 显微硬度
• 5.5 断口分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 对今后工作的建议
• 致谢
• 参考文献