GH4169金属粉末选区激光熔化成型工艺及性能研究

摘要

与传统的减材或者等材制造技术原理不同，增材制造技术（Additive Manufacturinig， AM）的原理是利用微积分的思想，以添加材料的方式把三维实体自下而上分层制造，最终完成三维实体的制造过程。选区激光熔化（Selective laser melting，SLM）技术是金属材料增材制造技术的一种。国产GH4169高温合金因其具有较好的高温强度、良好的抗氧化和热腐蚀性能，而被广泛应用到航空航天等领域。但是由于采用传统铸造方法生产GH4169零部件容易出现宏观偏析及有害的Laves脆性相，锻造方法对成型件几何形状有要求，因此GH4169高温合金应用受到限制。而利用选区激光熔化成型工艺生产GH4169解决了以上传统方法中出现的问题。
　　本文通过对国产GH4169合金粉末选区激光熔化成型工艺进行研究，利用单因素变量方法对成型过程的参数（扫描间距、扫描速度、激光功率）进行研究，以 SLM成型件致密度、表面质量及孔洞为衡量指标，最终得到最佳的成型参数：铺粉层厚40um，激光光斑大小为100um，基板预热80℃，扫描间距为70um，扫描速度为1750～2250mm/s，激光功率为300W～375W。对成型件组织及性能进行分析。分析结果表明：选区激光熔化成型件组织主要由尺寸小于0.3um的柱状晶和胞状晶组成。柱状晶粒贯穿多个熔道呈外延生长，且形成大角度晶界；成型件不同的方位硬度不一致，成型件的拉伸性能优于铸件标准。热处理可以大幅度提高SLM成型件的硬度及拉伸性能，均达到锻件标准，成型件热处理前后的拉伸断裂模式均为韧性断裂。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1引言

1.2 增材制造技术的分类

1.3 GH4169镍基高温合金

1.4选区激光熔化技术国内外发展现状

1.5课题来源以及研究的目的与意义

1.6论文的主要研究内容

第二章 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.3试验方案

2.4 力学性能测试

2.5显微组织分析

第三章 GH4169合金粉末选区激光熔化成型工艺研究

3.1 扫描间距对成型件致密度的影响

3.2 扫描速度对成型件致密度的影响

3.3激光功率对成型件致密度的影响

3.4 本章小结

第四章 GH4169合金粉末选区激光熔化成型件组织及性能

4.1成型件组织分析

4.2成型件显微硬度分析

4.3成型件室温拉伸性能分析

4.4 X射线衍射及微区成分分析

4.5 本章小结

第五章 热处理对GH4169选区激光熔化成型件组织及性能的影响

5.1拉伸试样的成型及热处理工艺

5.2热处理对显微组织的影响

5.3热处理对显微硬度的影响

5.4热处理对拉伸性能的影响

5.5 热处理前后拉伸断口分析

5.6 XRD物相分析

5.7 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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