直接激光烧结镍基高温合金的工艺研究

作     者：肖猛 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵剑峰

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：快速成形 直接激光金属烧结 金属零件 组织结构 机械性能 

摘      要：直接激光金属烧结技术基于选择性激光烧结快速成形工艺机制,采用粉末逐点熔化的扫描方式,对金属粉末材料进行直接激光烧结成形制备金属零件。本文基于直接激光金属烧结成形技术,通过对镍基高温合金直接激光烧结成形的研究,从工艺角度研究某型号镍基高温合金的激光直接烧结成形性能以及工艺参数对烧结制件性能的影响,所完成的工作主要有: (1)分析材料与激光相互作用的机理及熔池的动态快速凝固过程。 (2)研究影响烧结制件质量的工艺参数及其影响行为。发现激光功率、扫描速度对烧结制备件的组织结构及显微硬度、体积密度等性能都有较为明显的影响:功率越大,烧结件枝晶生长充分,组织将变得粗大。同时,激光功率的提高能够改善烧结制备件的显微硬度和体积密度;扫描速度的增加,对烧结件的微观组织的细化作用较为明显,制备件的显微硬度也有着较显著的提高。获得了镍基合金F105粉末激光烧结的最佳工艺参数组:P=900w,V=1200mm/min,L=0.5mm,δ=0.4mm,D=1.0mm。 (3)针对采用大功率激光直接烧结镍基高温合金成形金属零件存在的问题,如较大的残余应力,制件中存在着微裂纹、微孔洞等缺陷,初步提出扫描路径的规划,并采用几种不同的扫描方式进行烧结试验,发现采用短边扫描路径和同向扫描能够获得更加细小和分布均匀的组织结构,采用短边同向路径制备的试样其显微硬度最高,而采用变向扫描(垂直)路径制备的试样致密性最好。 (4)采用大功率激光直接烧结镍基高温合金粉末,成形具有一定形状和强度的金属块体或零件。