选区激光成形用IN718合金粉末特性及成形件组织结构的研究
选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting，SLM)是近年来出现的一种新型的快速成形技术。它所制造的零件广泛应用于国防、船舶、航空航天、工业机械和医疗等领域。由于起步较晚，在SLM技术方面我国与发达国家还有很大差距。因此，本文通过SLM试验工艺参数对相关IN718合金粉末特性进行了研究。然后，利用此种粉末成形了一批试样。最后，分析不同热处理制度下SLM成形IN718合金试样的组织结构及力学性能。 采用激光粒度分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析IN718合金粉末的粒径分布和微观结构。采用氮吸附法测量IN718粉末的BET比表面积。利用Image-Pro-Plus图像软件统计出材料的平均粒径及椭球系数。引入粉末冶金中对粉末流动性能的测量方法来描述粉末的铺粉特性。采用红外光谱分析、热分析、XRD分析检测了IN718粉末表面的物相状态、加热过程中的物相变化及粉末中的主要物相。结果表明：IN718粉末的粒径分布呈正态分布，平均粒径约为22.95μm，椭球系数约为1.37。IN718粉末的BET比表面积约为0.19 m2/g，比表面积越大，粉末的流动性越差，但对激光的吸收率越大。粉末的流动性能与铺粉特性在一定范围内呈现负相关，可以通过调节粉末配比或增大粉末的比表面积来改善粉末的铺粉特性。 在EOS M280型的SLM设备上进行了IN718合金的SLM实验。实验工艺参数为：铺粉厚度为50μm，激光扫描速度为1200mm/s，激光功率为195W，光斑直径为0.1mm。发现了一种SLM特有的椭圆形结构和鱼鳞状结构，并解释了结构产生的原因。 根据传统IN718热处理工艺，制定了一套SLM成形IN718合金的热处理实验，研究不同热处理制度下试样的组织结构与力学性能差异。试样经过980℃固溶以后，SLM特有的椭圆形结构会转化为圆点状和短棒状的δ相(Ni3Nb)，这种结构转变主要与δ相的析出行为有关。拉伸试验表明，经过720℃时效的试样具有较高的抗拉强度，但延伸率比较小；而未经过720℃时效的试样抗拉强度较低，但延伸率比较高。与传统工艺生产的IN718合金相比，SLM工艺制造的IN718试样在屈服强度方面表面较差。
激光熔化成形;IN718合金;粉末特性;组织结构;力学性能
重庆大学
硕士
冶金工程
刘守平
2014
中文
TF124;TN248
85
2015-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）