激光重熔对选区激光熔化成形4Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响

• 作者: 陈帅 陶凤和 贾长治 孙河洋
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 选区激光熔化 激光重熔 4Cr5MoSiV1钢 冶金质量 显微组织 力学性能
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 209-219
• 页数: 11页
• 分类号: TG142.1|TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.12.024

摘要

目的 优化选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形4Cr5MoSiV1钢的激光重熔工艺,综合提升SLM成形4Cr5MoSiV1钢的力学性能.方法 通过调整SLM成形过程中的激光重熔工艺参数成形4Cr5MoSiV1钢试样,采用扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机和摩擦磨损试验机测试分析试样的表面形貌、显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性.结果 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样表面的飞溅颗粒、杂质颗粒和弧形波纹数量较多,其显微硬度为599HV,抗拉强度为1050.2 MPa,断后伸长率为9.5％,磨损率为1.309×10?10 kg/(N·m).4Cr5MoSiV1钢试样经激光重熔后,其冶金质量明显改善,显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性均提高,且各项力学性能间呈正相关关系.冶金质量和细晶强化作用共同决定4Cr5MoSiV1钢试样的力学性能水平,且随激光重熔线能量密度增加,试样的力学性能均表现为先升高后降低的趋势.当激光重熔线能量密度为238 J/m时,试样的力学性能最高,其显微硬度为645HV,抗拉强度为1430.7 MPa,断后伸长率为16.9％,磨损率为0.354×10?10 kg/(N·m).SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的断裂机理为脆性解理断裂,激光重熔试样的断裂机理为准解理断裂.SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样及激光重熔试样的磨损机制均以粘着磨损和氧化磨损为主.结论 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的最优激光重熔线能量密度为238 J/m,经激光重熔后,试样的冶金质量和力学性能明显提高.