选区激光熔化成形Inconel 718合金孔隙缺陷的研究

• 作者: 周鑫 张佩宇 李秋良 王学德 王志强 谢瑞鹍
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 增材制造 选区激光熔化 Inconel 718合金 孔隙缺陷 溅射行为 相对致密度
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 表面质量控制及检测
• 页码范围: 378-385
• 页数: 8页
• 分类号: TG146.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.044

摘要

目的 研究选区激光熔化成形Inconel 718合金的孔隙缺陷,对缺陷进行科学分类并探究其形成机制,建立熔池溅射特征与缺陷形貌的对应关系,优化工艺参数,抑制缺陷产生.方法 采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)分别对Inconel 718粉末的显微组织和化学成分进行观测,使用数字视频显微镜分析成形件内部缺陷,利用高速摄像机拍摄金属液滴的动态飞溅过程,并定量分析溅射特征参数.结果 随着激光功率的增大,能量密度升高,总的溅射数量增大,孔隙数量增多;当扫描速度增大时,能量密度降低,总的溅射面积减小,孔隙尺寸变小.当缺陷的圆度Circ≥0.731或纵横比AR≤1.368时,缺陷形貌由不规则向规则演变.当能量密度E=95.24 J/mm3时,相对致密度达到99.94％.经测量,所有样品的孔隙率和孔隙尺寸的平均值分别为2.249％和2.774μm2.结论 孔隙缺陷可分为不规则的匙孔缺陷和规则的气孔缺陷两类,存在发生演变的圆度/纵横比门槛值.熔池震荡引起溅射特征变化,对应产生不同形貌特征的缺陷.减小激光功率和增大扫描速度可降低能量密度,使熔池震荡程度减弱,从而抑制缺陷产生,提高成形件的相对致密度.