【摘 要】
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选区激光熔化技术作为增材制造技术的重要分支,受国内外众多学者重视,并被视为当前制造业热门工艺技术之一。而高氮不锈钢以其优异的综合性能在生产生活中得到广泛的应用。将选区激光熔化技术用于成形高氮不锈钢,不仅丰富了高氮不锈钢制备方式,同时也开发了选区激光熔化技术成形的新材料。采用常规选区激光熔化（CSLM）和高压选区激光熔化（HPSLM）两种方式对含氮不锈钢粉进行了基础成形实验,探究了工艺参数对成形试样
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选区激光熔化技术作为增材制造技术的重要分支,受国内外众多学者重视,并被视为当前制造业热门工艺技术之一。而高氮不锈钢以其优异的综合性能在生产生活中得到广泛的应用。将选区激光熔化技术用于成形高氮不锈钢,不仅丰富了高氮不锈钢制备方式,同时也开发了选区激光熔化技术成形的新材料。采用常规选区激光熔化（CSLM）和高压选区激光熔化（HPSLM）两种方式对含氮不锈钢粉进行了基础成形实验,探究了工艺参数对成形试样最终氮含量影响规律及氮含量对物相组成的影响;分析了工艺参数对单道熔池形貌、单道和块体成形质量、微观组织结构、相对致密度及微观表面硬度的影响,并根据不同评价指标优化了SLM成形高氮不锈钢的工艺参数。研究表明,在常规SLM成形过程中存在氮逸出现象且SLM工艺可以抑制氮逸出程度,在低能量密度45.45J/mm~3时,氮损失率最低,为13.8%,高能量密度680J/mm~3时氮损失率最高,为54.7%。而高压SLM成形过程中存在渗氮行为,腔内压力0.1MPa时,渗氮量为0.064wt%,1.5MPa时,渗氮量为0.73wt%,在试验参数范围内,各因素对渗氮量显著度的影响次序为腔内压力＞扫描间隔＞铺粉层厚＞扫描速度＞激光功率。试样的物相组成随氮含量增多发生转变,由单一δ-铁素体相转变为γ-奥氏体+残余δ-铁素体混合相。单道熔池截面深度和宽度都是随激光功率的增加而增加,随扫描速度的增加而降低。CSLM试样的叠加面微观组织主要是细小柱状晶及胞状晶组成的柱状晶带、板条状结构及交错生长的针状结构,晶粒尺寸随扫描速度的增加而减小;HPSLM试样叠加面微观组织主要是等轴晶,且晶粒尺寸随腔内压力的增加而减小。CSLM块体试样性能方面,体能量密度为136.36J/mm~3（激光功率200W、扫描速度1000mm/s）时,相对致密度达到98.85%,显微硬度达到409HV0.3。综合考虑常规选区激光熔化工艺中氮化行为,在扫描间隔0.11mm、旋转角度67°、扫描层厚0.02mm条件下,分别以100W激光功率、500mm/s扫描速度和200W激光功率、1000mm/s扫描速度两种工艺参数均可制备出氮含量损失较少且成形质量优良的高氮不锈钢。图49幅;表6个;参96篇。
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