对LPBF和常规加工的M300钢的可加工性和微观结构进行比较分析

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 制造业 工程 制造工程
• 金工业是金工业的一个方面.

背景情况:

• 激光粉床融合 (LPBF) 是生产金属组件的关键增材制造技术.
• 热处理和加工是LPBF零件的重要后加工步骤.
• 了解微观结构与可加工性之间的关系对于优化组件性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究微观结构对LPBF生产的M300钢 (MS) 的可加工性的影响.
• 评估热处理对硬度,力,表面完整性和地下微观结构的影响.
• 为了比较LPBF MS M300的可加工性与传统制造的制MS M300的可加工性.

主要方法:

• 采用LPBF和常规制制造的M300零件采用了马拉钢.
• 样品经过直接老化热处理.
• 通过硬度测试,力测量,表面形态和粗性分析,芯片形成观察和地下微观结构检查来评估可加工性.
• 切割速度有所变化,包括高达60米/分钟的速度.

主要成果:

• 直接老化的LPBF MS M300,包括马氏体与沉物和反向奥氏体,表现出最高的磨削力.
• 尽管有更高的力和严重的工具磨损,但这种情况导致表面粗度较低,与原样样相比,由于硬度增加,表面粗度较低.
• 在直接老化的LPBF样本中,表面下硬度增加了24% (900 HV),而在制样本中则增加了9%.
• 造引发了压力硬化到大约40微米深度,在更高的切割速度下,效果更为明显.

结论:

• 热处理,特别是直接老化,显著改变了LPBF钢的微观结构,并提高了钢的硬度.
• 虽然增加了削力,但这种微观结构的改造提高了表面粗度,并诱导了大量的地下硬化.
• 这些发现为优化增材制造的钢部件的加工策略提供了关键的见解.