中国激光, 2020, 47 (5): 0502004, 网络出版: 2020-05-12   

离焦量对3D打印18Ni-300马氏体时效钢组织和力学性能的影响 下载: 1033次

Influence of Defocusing Distance on Microstructure and Mechanical Properties of 3D-Printed 18Ni-300 Maraging Steel
作者单位
1 大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
2 广东汉邦激光科技有限公司, 广东 中山 528427
图 & 表

图 1. 18Ni-300马氏体时效钢粉末的微观形貌

Fig. 1. Morphology of 18Ni-300 maraging steel powder

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图 2. 离焦量对表面粗糙度的影响

Fig. 2. Effect of defocusing distance on surface roughness

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图 3. 不同离焦量下单层打印试样的上表面形貌。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 3. Upper surface morphology of single layer samples printed at different defocusing amounts. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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图 4. 不同离焦量下多层块体打印试样的上表面形貌。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 4. Upper surface morphology of multilayer block samples printed at different defocusing distances. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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图 5. 离焦量对打印尺寸偏差的影响

Fig. 5. Effect of defocusing distance on dimensional deviation

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图 6. 不同离焦量下打印试样纵截面的OM像。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 6. OM images of longitudinal section of samples printed at different defocusing distances. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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图 7. 离焦量对相对密度的影响

Fig. 7. Effect of defocusing distance on relative density

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图 8. 不同离焦量下打印试样的光学形貌。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 8. Optical morphology of samples printed at different defocusing distances. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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图 9. +2.5 mm试样的显微组织。(a)上表面OM像;(b)纵截面SEM像

Fig. 9. Microstructures of sample printed at defocusing distance of +2.5 mm. (a) OM image of upper surface; (b) SEM image of longitudinal section

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图 10. 不同离焦量下打印试样的高倍SEM形貌。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 10. High-magnification SEM morphology of samples printed at different defocusing distances. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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图 11. 不同离焦量下打印试样的XRD图谱。(a)衍射角为30°~90°;(b)衍射角为43.5°~45°

Fig. 11. XRD spectra of samples printed at different defocusing distances. (a) Diffraction angle of 30°--90°; (b) diffraction angle of 43.5°--45°

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图 12. 离焦量对力学性能的影响。(a)表面硬度;(b)拉伸性能

Fig. 12. Effect of defocusing distance on mechanical properties. (a) Surface hardness; (b) tensile property

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图 13. 不同离焦量下打印试样的拉伸断口形貌。(a) +2.5 mm;(b) +1.5 mm

Fig. 13. Tensile fracture of samples printed at different defocusing distances. (a) +2.5 mm; (b) +1.5 mm

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图 14. 不同离焦量下打印试样的拉伸断口形貌。(a) +1.5 mm;(b) +2 mm;(c) +2.5 mm;(d) +3 mm;(e) +3.5 mm

Fig. 14. Tensile fracture of samples printed at different defocusing distances. (a) +1.5 mm; (b) +2 mm; (c) +2.5 mm; (d) +3 mm; (e) +3.5 mm

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表 1不同离焦量下的光斑半径和功率密度

Table1. Spot radius and power density under different defocusing distances

Defocusingdistance /mmSpot radius /μmPowder density /(kW·mm-2)
+1.551.0436.66
+251.8235.56
+2.552.8234.23
+354.0132.74
+3.555.3931.12

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表 2不同离焦量下打印试样的胞晶间距

Table2. Intergranular spacing of samples printed at different defocusing distances

Defocusing distance /mmSpacing /μm
+1.50.269
+20.254
+2.50.233
+30.228
+3.50.176

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表 3不同离焦量下打印试样的力学性能

Table3. Mechanical properties of samples printed at different defocusing distances

Defocusingdistance /mmTensilestrength /MPaYieldstrength /MPaElongation /%Upper surfacehardness /HRCSide surfacehardness /HRC
+1.51175±2950±475.19±0.1136.48±0.8537.26±1.3
+21193±31033±328.32±0.2837.52±0.5837.76±1.16
+2.51215±21086±38.83±0.5037.7±0.7738.64±0.66
+31188±5989±118.59±0.8637.38±0.7337.72±1.11
+3.51187±3983±27.85±0.4637.24±0.4637.34±0.67

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张佳琪, 王敏杰, 刘建业, 牛留辉, 王金海, 伊明扬. 离焦量对3D打印18Ni-300马氏体时效钢组织和力学性能的影响[J]. 中国激光, 2020, 47(5): 0502004. Jiaqi Zhang, Minjie Wang, Jianye Liu, Liuhui Niu, Jinhai Wang, Mingyang Yi. Influence of Defocusing Distance on Microstructure and Mechanical Properties of 3D-Printed 18Ni-300 Maraging Steel[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(5): 0502004.

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