热处理对激光选区熔化成型高速钢组织和力学性能的影响

• 作者: 杨智凯 柏鉴玲 张欣悦
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 高速钢 热处理 激光选区熔化 析出强化 力学性能
• 年，卷（期）: 2023,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 135-142
• 页数: 7页
• 分类号: TG142.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000530

摘要

基于激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术，采用加热打印基板和低功率慢扫描的打印策略，制备了近全致密、低缺陷的高速钢样品；对比分析了固溶淬火及1~4次高温回火等热处理工艺对高速钢显微组织及力学性能的影响。结果表明：SLM极高的熔融/冷却速率产生了细晶奥氏体组织，解决了高速钢中常见的粗大莱氏体组织和网状碳化物问题。固溶淬火处理后高速钢组织由马氏体和残余奥氏体组成。随后在数次高温回火过程中，高速钢逐渐向回火马氏体转变，并析出大量微米级和纳米级MC型碳化物。在马氏体相变强化和MC型碳化物沉淀强化作用下，固溶淬火+3次回火的Tempered-Ⅲ样品硬度60HRC，抗弯强度3621 MPa，弯曲断裂应变为10.1%，获得硬度、强度和韧性匹配较佳的综合性能。继续增加回火次数则导致部分碳化物长大，使得高速钢弯曲断裂应变有所降低。通过SLM技术结合固溶淬火+高温回火，能够充分发挥细晶强化、相变强化和沉淀强化效果，为高强高韧复杂形状高速钢零件的快速制备提供了新途径。