选择性激光熔化成形及热等静压后处理微观研究

摘要

选择性激光熔化成形（Selective Laser Melting，SLM）技术作为一种新型的快速成形技术在缩短零件研发周期，直接制造高性能复杂零部件有很大的优势。国内外已经对其原理做了一定的研究，但是SLM制件仍存在诸多缺陷，性能不高，限制了其广泛应用。
　　 本文以镍及镍基高温合金GH4169、AISI316L不锈钢为代表材料，通过研究表面形貌，金相组织、显微硬度，相对密度等对SLM成形前的准备工作提高SLM成形质量、调整工艺参数以提高其制件性能、通过热等静压（hot isostatic pressing，HIP）对SLM制件后处理以提高其性能等方面进形了研究。
　　 研究结果表明：（1）选用合适的粉末、基板、保护气并对其进行前处理会提高SLM成形质量；（2）激光功率越高扫描线宽越大；扫描速度越低扫描线宽越大；铺粉层厚越大，扫描线球化趋势越明显，零件相对密度越低；保护气氛中氧含量越多，扫描球化现象越明显；扫描搭接率适中（40％~60％）时面扫描球化现象不明显，表面精度越好。（3）SLM制件经过HIP后，真空裂纹完全愈合，试样中不规则孔体积缩小，且形状变为球形或者近球形。对于层厚较小，层与层之间粘结紧密，相对密度较高的零件HIP后晶粒更粗大；层厚较大，层间存在少许粘结不良，但孔洞大部为闭合孔，HIP后晶粒细小且沿SLM加工层间分布。SLM制件经过HIP后，相对密度都有一定的提升，尤其是对于闭合孔较多的制件中相对密度提升很大；而对于大部为通孔的零件，高压气体可以进入到孔隙中，相对密度提升有限；HIP后样品中仍然存在机械性能的各向异性，显微硬度与材料距离表面的距离关系不大。通过本文的研究结果，可以对SLM成形前、成形中、成形后提升制件性能进行指导。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 选择性激光熔化成形前的准备工作

3 选择性激光熔化成形规律研究

4 选择性激光熔化热等静压复合技术

5 结论与展望

致 谢

参考文献

附录：攻读学位期间主要的研究成果