STS316L

使用 STS316L 的 L-DED 增材制造工艺中，机械性能和微观结构随粉末进料密度的变化

摘要：激光定向能量沉积 (L-DED) 是一种值得注意的增材制造方法，其中金属粉末通过喷嘴喷涂，然后使用激光逐层压实。与其他增材制造工艺不同，DED 对制造部件尺寸的限制较少，这使其有利于生产大型部件。然而，在增材制造中使用 DED 需要仔细优化各种工艺参数，包括激光功率、送粉速率、喷嘴扫描速度和沉积路径，因为这些参数会显著影响制造部件的几何形状和性能。最近的研究已经广泛调查了在不同能量密度下通过 DED 制造的部件的微观结构和性能，但对与送粉相关的变量的研究仍然缺乏。在本研究中，以粉末线密度 (PLD) 为参数，观察到在使用 STS316L 进行 DED 增材制造时，焊珠几何形状、微观结构和力学性能的变化以及送粉密度的变化。通过粉末进料速率和扫描速度控制，利用粉末线密度对 STS316L 合金粉末进行 1 线沉积，从而能够在沉积过程中观察焊珠的几何形状和熔池形状。此外，通过控制粉末线密度的 DED 制造方形样品，以观察由此产生的微观结构和机械性能。观察到，即使在相同的能量密度下，样品也会根据粉末线密度表现出不同的晶粒形貌、微观结构和机械性能，各向异性的变化尤其显著。这凸显了粉末进料密度作为与能量密度一起优化 DED 增材制造工艺的关键变量的重要性。本研究的结果有望通过调节粉末进料密度来帮助控制金属增材制造工艺中制造部件的各向异性和强度。