在高密度加工条件下通过激光粉末床融合制造的316L不钢的微观结构和机械性能变化
Shun Zhang1, Xudong Wu2, Zhong Wang1
1AECC Chengdu Enging Co., Ltd., Chengdu 610500, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
对于高性能金属件来说,精确控制增材制造参数至关重要. 即使在高密度范围内,微观结构和性质的变化也会显著影响材料性能.
科学领域:
- 材料科学
- 机械工程
- 添加剂制造
背景情况:
- 添加剂制造参数的精确控制是高性能金属零件的趋势.
- 在高密度过程窗口中优化存在有限的研究.
- 使用316L奥氏体不钢作为实例研究.
研究的目的:
- 对316L不钢在高密度工艺窗口中的不同能量密度的影响进行调查.
- 分析高密度样本中的微观结构和机械性能变化.
- 建立一个框架来优化具有广泛,密集的参数范围的合金.
主要方法:
- 使用激光粉床融合 (LPBF) 制造了36组316L标本.
- 为详细分析选择了两个高度密度的样本 (S1: 99.68%密度,S2: 99.99%密度).
- 特性微观结构 (颗粒大小,质地,误导) 和机械性能 (YS,UTS,EL).
主要成果:
- 与S1 (99.68%) 相比,样本S2 (99.99%密度) 的收益强度降低了 (7.28%),最终拉伸强度 (6.34%) 和延伸 (19.15%).
- S2 呈现出更高的圆面积比率 (79.88%),平均粒度 (53.45%),核心平均误导 (36.00%) 和几何必要位移密度 (58.43%).
- S1呈现出强烈的<101>//Z纹理,而S2则没有,这表明显著的微观结构差异.
结论:
- 即使在高密度成形参数中,微观结构和机械性能也会发生变化.
- 精确的过程参数优化和微观结构调节对于定制材料属性至关重要.
- 这项研究提供了一个框架,通过精确的参数控制优化高性能组件的合金.
