选区激光熔化用高强合金钢粉末制备及其成形性研究

摘要

目的研究真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备球形24CrNiMoY高强钢粉末并验证其激光3D打印性能。方法阐明不同雾化气压对粉末形貌、流动性等粉体特征的影响,分析选区激光熔化技术快速成形合金钢样品的微观组织和力学性能。结果在9.0 MPa雾化气压下制备的粉末球形度最佳,粉末松装密度达到4.89 g/cm^(3),流动性能为21.4 s/(50 g),粉末含氧量0.023%,空心球率<3%,粉末的微观组织主要是马氏体。经过激光工艺参数调控,SLM成形合金钢试样的激光熔池内存在两个明显不同的微区:激光熔化区(LMZ)和热影响区(HAZ)。LMZ主要是马氏体组织,HAZ主要为下贝氏体组织。合金钢试样的平均显微硬度为(402±5.7)HV0.2,其抗拉强度达到(1246±12)MPa,断后伸长率为(11.6±0.5)%。结论VIGA方法制备的24CrNiMoY高强钢粉末满足SLM技术使用要求,具有良好的激光3D打印成形性。