高密度加工条件下でレーザー粉末溶融によって製造された316L不鋼の微細構造および機械的性質の変動

科学分野:

• 材料科学
• 機械工学
• アディティブ製造

背景:

• 高性能金属部品の製造パラメータの 精密な制御が流行しています
• 高密度プロセスウィンドウ内の最適化に関する研究は限られている.
• 316Lのオステニット型ステンレス鋼はケーススタディとして使用された.

研究 の 目的:

• 316L不鋼の高密度プロセスウィンドウ内の異なるエネルギー密度の影響を調査する.
• 高密度の標本における微細構造と機械的性質の変化を分析する.
• 幅広く,密度の高いパラメータの範囲を持つ合金最適化のための枠組みを確立する.

主な方法:

• レーザー粉末溶融 (LPBF) を用いて36組の316Lサンプルを製造した.
• 詳細な分析のために2つの高密度サンプル (S1: 99.68%密度,S2: 99.99%密度) を選択した.
• 特徴づけられた微細構造 (粒子の大きさ,質感,歪み) と機械的特性 (YS,UTS,EL).

主要な成果:

• 標本S2 (99.99%密度) は,S1 (99.68%) と比較して,収縮強度 (7.28%),最終張力 (6.34%) と延伸 (19.15%) が低下した.
• S2は,フィットされた円面比 (79.88%),平均粒径 (53.45%),カーネルの平均偏向 (36.00%),および幾何学的に必要な変位密度 (58.43%) を示した.
• S1は,S2に欠けていた強い<101>//Zの質感を示し,重要な微細構造の違いを示した.

結論:

• 微細構造と機械的性質の変動は,高密度形成パラメータでも発生します.
• 精密なプロセスパラメータの最適化と微細構造の調節は,材料の特性を調整するために不可欠です.
• この研究は,正確なパラメータ制御を介して高性能コンポーネントのための合金最適化のための枠組みを提供します.