選區(qū)激光熔化技術(shù)（Selective laser melting,SLM）是現(xiàn)今最受關(guān)注并且發(fā)展最為迅速的激光增材制造技術(shù),廣泛應(yīng)用于精密度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的個(gè)性化金屬零部件的制備。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)SLM直接成形工業(yè)上廣泛使用的低合金鋼零部件缺乏系統(tǒng)性研究,對(duì)其典型結(jié)構(gòu)特征及熱處理工藝的研究較少,尚未推廣應(yīng)用。本課題基于以上現(xiàn)狀,重點(diǎn)研究了 SLM成形24CrNiMo合金鋼的基礎(chǔ)工藝、組織性能調(diào)控及后熱處理工藝優(yōu)化,主要得到以下結(jié)論:SLM成形24CrNiMo合金鋼熔覆層主要分為兩個(gè)區(qū)域:熔池區(qū)和熱影響區(qū),顯微組織主要為回火馬氏體和少量殘余奧氏體。熔池區(qū)可觀察到孿晶馬氏體和大量θ-Fe3C;熱影響區(qū)的馬氏體板條明顯寬化,且在板條間形成塊狀殘余奧氏體。隨著激光功率增大、掃描速度降低,熔池體積增大,熱影響作用加劇,熔池區(qū)和熱影響區(qū)的顯微硬度同步降低;同時(shí),成形合金鋼的致密度增加,當(dāng)激光功率為320 W、掃描速度為750 mm/s時(shí)達(dá)到最高,為99.93%。當(dāng)激光功率為320 W、掃描速度為950 mm/s時(shí),成形合金鋼的性能最佳,其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別為1252 MPa和1362 MPa,延伸... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＳＬＭ設(shè)備與成形原理示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＬＭ??

狀晶，柱狀晶的生長(zhǎng)方向與散熱方向一致，而散熱方向主??要由掃描參數(shù)所決定。隨著激光輸入能量增加，顯微組織明顯粗化，熱影響作用??加劇，導(dǎo)致熔池邊界析出的Ｔｉ３Ａｌ也增多。??掃描參數(shù)決定了?ＳＬＭ成形過(guò)程中熔池的溫度，冷卻速度，散熱方向，從而??直接影響熔池內(nèi)晶粒的尺寸和生長(zhǎng)方式，以及整個(gè)熔覆層的結(jié)構(gòu)。因此，許多學(xué)??者對(duì)不同掃描參數(shù)下熔池的熱影響過(guò)程進(jìn)行模擬，借此研宄凝固后形成顯微組織??的演化。ＤｅｂＲｏｙ［３７］等模擬了三種不同掃描速度下熔池縱向平面中柱狀晶的生長(zhǎng)??方向（如圖１．２所示）。圖１．２?（ａ）模擬了在極快的掃描速度下的柱狀晶生長(zhǎng)方??向，熔池底部的形狀幾乎平行于掃描方向，且熔池的深度較淺，而熱量主要沿著??垂直于熔池邊界的方向快速散失，所以柱狀晶沿著垂直熔池底部的方向向上生長(zhǎng)，??形成垂直于掃描方向整齊排列的柱狀晶形貌。圖１．２?（Ｃ）模擬了在較慢的掃描速??度下柱狀晶的生長(zhǎng)方向，可以看出，熔池的深度和熔池底部的曲率明顯增加，溫??度梯度的方向隨著熱源的移動(dòng)而不斷變化，柱狀晶的生長(zhǎng)方向也會(huì)隨之發(fā)生局部??變化，所以會(huì)形成垂直于熔池后緣邊界逐漸向掃描方向彎曲的柱狀晶。區(qū)別于圖??１．２?（ａ）和（ｃ）模擬的極端條件下的熔池縱向平面，圖１．２?（ｂ）為ＳＬＭ技術(shù)下??熔池縱面的普遍形貌，熔池為較平直的淺溝狀，末端曲率較小，所以柱狀晶的生??長(zhǎng)方向幾乎垂直于掃描方向，但會(huì)向掃描方向略微傾斜。ＳＬＭ掃描參數(shù)的變化??會(huì)直接改變?nèi)鄢氐男螤�，使熔池的散熱方式發(fā)生變化，從而影響柱狀晶的生長(zhǎng)形??態(tài)。??Ｓｃａｎｔｌｉｎｇ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ??？??１?１??Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ??？?

?第１章緒?論???描方式［３８］。〇３１＾１＂［３９】等研宂了３１＾＾掃描策略制備對(duì)１１１＜：〇１＾１７１８晶體結(jié)構(gòu)和織構(gòu)??的影響。分別采用往復(fù)型和“小島型”兩種掃描策略制備了樣品，往復(fù)型掃描即??在整個(gè)零件平面上進(jìn)行往復(fù)掃描，而“小島型”掃描如圖１．３所示，將整個(gè)零件??平面劃分為若干個(gè)邊長(zhǎng)為５?ｍｍ的正方形，分別在每個(gè)“島”內(nèi)進(jìn)行往復(fù)掃描。??研宄發(fā)現(xiàn)往復(fù)型掃描得到了均勻且粗大的柱狀晶組織，其織構(gòu)與成形方向平行，??而“小島型”掃描形成兩種晶粒，沿成形方向生長(zhǎng)的柱狀晶和邊界的細(xì)晶粒區(qū)，??晶粒的競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)更為顯著，晶粒明顯細(xì)化。所以，可以通過(guò)掃描策略控制連續(xù)??層之間的熱通量來(lái)改變晶粒的形貌和取向。??＾５ｍｍ?（Ｉｓｌａｎｄ?Ｓｉｚｅ）??．＿?ｉ：：乏腿講！套＝４?！刪黑！??ｆｉＢｆｃｌｌｌＷ??ｒ９－?Ｉ?＜?＜?計(jì)ＷＩ?－－ｊ?ｉ??…）＊ｙ?－＊＊?■？＂?？〇＊??以圓?＿?；??圖１．３島狀掃描策略示意圖Ｍｌ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?“ｉｓｌａｎｄ”?ｓｃａｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ１３９１??３）力學(xué)性能??精密復(fù)雜的零部件通常需要具備優(yōu)異的力學(xué)性能，才能保證設(shè)備高效安全平??穩(wěn)的運(yùn)行。ＳＬＭ技術(shù)制備的零部件獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)工藝制備的零部件的??組織結(jié)構(gòu)有明顯不同，所以需要對(duì)ＳＬＭ成形零部件的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)??系進(jìn)行深入研宄，并且針對(duì)不同材料優(yōu)化激光工藝參數(shù)，使成形零部件具有更加??優(yōu)異的性能。??Ｇｏｎｇ＾ｌ等通過(guò)改變ＳＬＭ成形過(guò)程中的掃描速度研究其對(duì)Ｔｉ６Ａ１４Ｖ構(gòu)件孔??隙率及力學(xué)性能的影響。研宄發(fā)現(xiàn)掃描速

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