激光功率与扫描速度对选区激光熔化钴铬合金组织性能的影响

作     者：邓煜华 黎振华 姚碧波 滕宝仁 李颢 DENG Yu-hua;LI Zhen-hua;YAO Bi-bo;TENG Bao-ren;LI Hao

作者机构：昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650500 昆明理工大学机电工程学院昆明650500 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第1期

页      面：325-335页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51961017) 云南省基础研究重点项目(202101AS070017) 云南省重大专项(202103AN080001-002、202202AG050007-4) 云南省重点研发计划(2018BA064) 

主　　题：Co-Cr合金 选区激光熔化 ANSYS有限元模拟 能量密度 熔池尺寸 力学性能 

摘      要：目的明确选区激光熔化钴铬合金中激光线能量密度、激光功率和激光扫描速度对成形件组织、性能的影响,探究优化工艺参数的方法。方法基于ANSYS有限元软件模拟选区激光熔化过程中熔池尺寸的基础上,通过金相显微镜分析了熔池尺寸和显微组织,电子背散射衍射分析了晶粒尺寸,使用力学试验机和洛氏硬度计研究了试样的力学性能。结果随着线能量密度降低,成形件的熔池尺寸、晶粒大小、冷却速度和力学性能降低。但在激光线线能量密度为0.242 J/mm的条件下,扫描速度为1200 mm/s时成形试样的致密度为98.7%,抗拉强度为867 MPa,延伸率为6.5%,其力学性能均高于扫描速度为950 mm/s时成形的试样,与线能量密度更高的0.263 J/mm成形条件下250 W+950 mm/s的成形试样力学性能相近。结论激光线能量密度是影响选区激光熔化钴铬合金熔池尺寸和组织性能的关键因素,但熔池尺寸与激光线能量密度没有线性关系。相同的线能量密度下,增加激光扫描速度,有利于获得大的熔池尺寸和冷却速度,提高成形件的致密度和降低晶粒尺寸,最终使成形件力学性能提高。