激光选区熔化Inconel 625合金开裂行为及抑制研究

摘要

裂纹是激光选区熔化(SLM,selective laser melting)镍基高温合金最严重的缺陷之一,严重削弱了材料的力学性能。采用逐行扫描策略制备了Inconel 625合金试样,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等检测方法研究了裂纹微观形貌、周边元素和晶粒分布等。SEM结果显示在常温下成形件内部形成大量细小裂纹,裂纹长度约100μm。裂纹形成的内因是在快速凝固的过程中,由于Nb,Mo元素的局部偏析,形成(γ+Laves)共晶凝固。同时在脆性相Laves周围形成应力集中,导致沿着晶界开裂,SLM高凝固速率产生的残余应力是微裂纹产生的直接原因。通过基板加热工艺减小热残余应力,利用X射线测定了不同预热温度(150和300℃)下的残余应力值。结果显示基板预热降低了热残余应力,并最终抑制了裂纹的产生,随着温度的升高,裂纹数量逐渐减少,在预热温度300℃时裂纹数量最少。