IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能研究

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1、工学硕士学位论文IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能研究李剑哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：TN249工学硕士学位论文IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能研究硕士研究生：李剑导师：于彦东申请学位级别：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TN249DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringProcessandPropertiesofNi-based718AlloyFormedbyS

2、electiveLaserMeltingCandidate:LiJianSupervisor:YuYandongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialProcessingEngineeringDateofOralExamination:March,2018HarbinUniversityofScienceUniversity:andTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能

3、研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文

4、的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IN718合金的选区激光熔化成形工艺及性能研究摘要选区激光熔化技术基于微积分原理，根据轮廓数据利用高能量激光束将金属粉末逐层选择性地熔化，通过逐层铺粉、逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维实体零件。该技术不受零件复杂性制约，具有制造周期短、材料利用率高、成品率高、可个性化

5、定制等优点。由于选区激光熔化技术具有特殊性，对过程控制、材料特性、工艺可靠性、激光束稳定性等诸多方面均有较高要求，容易因成形工艺不当而影响制件质量。国内对Inconel718合金的研究成果较少。因此，本文对Inconel718合金选区激光熔化技术的工艺、组织及性能进行研究，为后期镍基高温合金的成形制造提供理论基础。本文通过选区激光熔化成形工艺实验，探究工艺参数对Inconel718合金相对致密度、微观形貌、力学性能及物相分布的影响规律。研究表明：扫描速度、激光功率是影响Inconel718合金成形性的主要因素，在工艺试验基础上获得此合金的最优化工艺参数

6、：激光功率为315W、扫描速度为1050mm/s、扫描间距为0.09mm、铺粉层厚为0.04mm。在最佳工艺参数条件下，可获得较少孔隙、裂纹等缺陷且相对致密度最高达98.94%的成形件，拉伸强度和屈服强度均超过传统铸造工艺并接近于锻造退火工艺性能，延伸率是传统铸件的3倍。Inconel718合金内部组织成分均匀、致密，定向凝固的柱状晶组织均匀排列。散热特点导致了试样组织形貌的差异性；通过控制工艺参数在层积方向可以得到定向凝固的柱状晶组织；拉伸性能与沉积层间的热影响区有相关性；试样的硬度随着组织细化和致密化而有所提高。对选区激光熔化技术中存在的球化、裂纹

7、、飞溅、孔隙等缺陷及形成机理进行了分析，通过优化工艺参数可以有效的抑制缺陷产生，选择与合金材料润湿性良好且膨胀系数高于合金材料的基板、烘干材料粉末以及提升材料抗热裂性能等方式均可以得到高致密度和高性能的成形件。关键词选区激光熔化；镍基合金718；参数优化；显微组织；力学性能-I-ProcessandPropertiesofNi-based718AlloyFormedbySelectiveLaserMeltingAbstractSelectiveLaserMeltingtechnologybasedontheprincipleofcalculus,The

8、single-layerpowderisselectivelymeltedbyusinghig