【摘 要】
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成形工艺-组织-性能一体化调控一直是选区激光熔化成形工具钢领域重要研究内容。利用高激光功率、高扫描速度选区激光熔化工艺直接获得马氏体组织H13钢构件,表征了不同工艺条
【机 构】
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佛山科学技术学院机电工程学院 佛山 528000
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成形工艺-组织-性能一体化调控一直是选区激光熔化成形工具钢领域重要研究内容。利用高激光功率、高扫描速度选区激光熔化工艺直接获得马氏体组织H13钢构件,表征了不同工艺条件下H13成形件的缺陷、显微组织及拉伸性能。研究表明:在较高的激光体能量密度ω(130.0 J/mm~3)下,熔池前端和后端易产生较大的表面张力差异,使得熔池中心的熔体更倾向于向熔池后端流动,从而造成熔池后端的突起现象,进而降低成形致密度。过低的ω(52.0 J/mm~3)引起过大的液相动力学粘度μ,显著降低了熔体的流动性,熔体的润湿性下降,从而导致较差的层间结合。当ω=86.7 J/mm~3时,熔池具有较适宜的动力学粘度μ及较好的熔体润湿能力,熔体得以顺利铺展,增强了层与层之间的冶金结合,成形致密度提升到98.2%,此时成形件内残余奥氏体含量仅为3.4%,表现出该工艺下良好的自淬火效应。成形件力学性能存在各向异性,其制造方向强度和延伸率都低于水平方向。最优参数下,水平方向成形件的平均拉伸强度为1 576 MPa,而平均延伸率仅为5.6%,成形件中的非均匀组织、较大的热应力及相变应力是成形件延伸率较低的主要因素。研究表明如何提升H13钢选区激光熔化成形件的塑韧性是目前亟待解决的问题。
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