选区激光熔化24CrNiMoY合金钢组织演化与力学性能

目的 为了获取具有高抗拉强度与高伸长率的24CrNiMoY合金钢,用选区激光沉积(SLM)方法进行打印。方法 以24CrNiMoY合金钢粉末为材料,当搭接宽度为0.09 mm、扫描角度为67°、扫描线长度为10 mm、扫描速度为1 000 mm/s时,在能量密度分别为102、116、129、142 J/mm³条件下打印合金钢样品,采用金相、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜及拉伸试验等分析手段,对制备样品的微观组织和力学性能进行研究。结果 在所采用的能量密度范围内,SLM制备24CrNiMoY合金钢的显微组织主要是板条马氏体组织,随着能量密度的增加,样品内部的气孔缺陷先减少后增加,硬度和拉伸性能以及冲击韧性呈现先升高后降低的趋势。在能量密度为116 J/mm³时,打印合金钢样品具有最优的综合力学性能,致密度为99.53%,硬度为(388±5.9)HV0.2,抗拉强度为(1 210±11) MPa,屈服强度为(1 124±10) MPa,断后伸长率为(6.2±0.4)%,冲击韧性为80 J/cm²。结论 在SLM打印24CrNIMoY合金钢样品中,较高的致密度及精细的板条马氏体是合金钢样品具有良好力学性能的关键要素,该研究可为SLM打印高抗拉强度与高伸长率的24CrNiMoY合金钢制动盘零件提供重要参考。     

选区激光熔化24CrNiMoY合金钢组织与强韧性的匹配关系

基于选区激光熔化(SLM)技术制备强韧性匹配合金钢高铁制动盘应用需求,文中采用全自动SLM成形系统制备24CrNiMoY合金钢样品,通过研究81～111 J/mm³不同能量密度对合金钢样品的微观组织与力学性能的影响,揭示合金钢样品组织与强韧性的匹配关系。研究结果表明：激光能量密度对成形合金钢样品的组织与性能具有重要影响,样品微观组织主要由下贝氏体与粒状贝氏体及少量铁素体组成;当激光能量密度为89 J/mm³时,制备的SLM 24CrNiMoY合金钢样品具有最优的强韧性匹配关系,样品显微组织中下贝氏体、粒状贝氏体与铁素体含量分别为88%,11%与1%,其抗拉强度为1 234 MPa,断后伸长率为9.2%,强塑积为11.4 GPa%。制备样品具有强韧性匹配的主要决定因素是形成了均匀的不同比例的下贝氏体与粒状贝氏体及铁素体等组织,通过调控激光能量密度,获得尽可能多的下贝氏体组织,11%～15%的粒状贝氏体组织与1.5%以下的铁素体组织时,能够制备出具有高强韧性的SLM 24CrNiMoY合金钢样品。该方法为SLM制备具有良好强韧性匹配的24CrNi...