沉积效率对激光近净成形316L不锈钢组织及性能的影响

利用激光近净成形技术进行了316L不锈钢单道多层结构的制备。在相同的激光功率及扫描速度条件下,通过调整送粉率及层间提升量实现了不同沉积效率的成形,并讨论了不同沉积效率下成形结构的微观组织及力学性能特征。结果表明,在一定的激光功率及扫描速度条件下,随着送粉率及层间提升量的提升,沉积效率由初始工艺参数条件下的12.14 mm3/s提高至22.62 mm3/s,提高了86.3%。同时成形单位有效体积消耗的激光能量由初始工艺参数条件下的98.84 J/ mm3降低至53.06 J/mm3,能量利用效率提高了46.32%。
成形结构的微观组织呈柱状枝晶形态,随着沉积效率的提高,枝晶长度呈明显的增大趋势。性能检测结果显示,不同沉积效率下的样件力学性能保持了较高的一致性,并未随沉积效率的提高而降低,成形样件抗拉强度及屈服强度分别稳定在510 MPa与290 MPa,延伸率稳定在40%左右,显微硬度也未出现明显波动,处于180 HV,均达到了锻造的同等水平。该研究表明,在一定的工艺参数范围内,可以实现沉积效率及力学性能的协同优化,达到低能耗高效制备高性能零件的效果。