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精密成形工程:激光快速成形304不锈钢性能及微观组织研究

2023-07-11
摘要:文中在304不锈钢粉末中加入Ni60AA粉末,采用激光快速成形技术得到304不锈钢试样,分析测试Ni60AA的加入量对304不锈钢试样抗拉强度以及微观组织的影响,以期为实际生产提供技术参考。

  【作 者】罗兆伟;张建巧;孙旋

  【前 言】

  304 不锈钢是一种常见的奥氏体不锈钢,具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于工业五金如换热器、化学反应器和储罐等部件中[1-3]。常用的成形方式为机械挤压成形、注塑成形、冲压成形等[4-7]。激光快速成形(LRF)技术采用的加热源为激光。激光束按照零件数字模型生成的路径进行运动,逐点逐层地进行激光熔化–快速凝固沉积加工,最终成形目标零件。与传统的制造方法相比,LRF 技术在零件制造方面具有生产周期短、材料利用率高、可成形结构复杂的零件等特点[8-17]。目前,该技术的研究方向主要集中在激光快速成形的基本理论、材料的成形特性和工艺等方面。席明哲等[18]采用连续点式锻压激光快速成形工艺,对 TC11 钛合金的组织和力学性能进行了研究。张永忠等[19]研究了激光快速成形特征,制备出的 316L 不锈钢可满足直接使用的要求。余金水等[20]采用快速成形技术得到了 304 不锈钢试样,其抗拉强度在 537~801 MPa 之间波动。

  文中在304不锈钢粉末中加入Ni60AA粉末,采用激光快速成形技术得到304不锈钢试样,分析测试Ni60AA的加入量对304不锈钢试样抗拉强度以及微观组织的影响,以期为实际生产提供技术参考。

  【结 论】

  在添加 Ni60AA粉末的不锈钢成形试样显微组织中有细晶组织析出,这是因为形成的镍化合物从组织中析出,形成了新的强化相,且随着 Ni60AA 粉末含量的增加,这些新的强化相组织增多,使试样的抗拉强度得到了较大提高。但是,当 Ni60AA 粉末的质量分数为 15%时,一些细晶组织变得粗大,使材料的抗拉强度降低。

  试样的断口微观形貌测试结果表明,当 Ni60AA粉末的质量分数为 10%时,激光快速成形的 304 不锈钢试样经过拉力测试后,断口处的韧窝较多,尺寸较大,深度较深,这种断口形貌证明了材料的抗拉强度较高。文中激光快速成形 304 不锈钢的方法为其他种类材料的快速成形提供了一定技术参考。

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