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Journal: 中国激光

Included Journals: EI

Document Type: J

Key Words: 多激光粉末床熔融；增材制造；激光功率；搭接区；镍基高温合金；微观组织；残余应力；力学性能

Date of Publication: 2023-08-08

Abstract: 多激光粉末床熔融(Multi-laser powder bed fusion,ML-PBF)通过多束激光并行加工，是提高制造效率和大尺寸零件整体化增材制造的有效方法。但不同的激光实际工作时参数难以保持一致，特别是激光功率会存在偏差，其中多个激光搭接区最为关键。本文通过设置四组差值为10 W、20 W、30 W、40 W的激光功率组合，探究激光功率对ML-PBF制备GH3536镍基高温合金搭接区组织和性能的影响。结果表明，成形试样致密度最高达99.6%，但搭接激光功率增大造成致密度降低至99.3%、孔隙率超过0.08%，且γ相衍射峰向大角度偏移，晶格常数降低。同时，随着搭接激光功率的增大，搭接区内晶粒尺寸由14.57μm增大至17.23μm，大角度晶界占比由36.66%上升至55.91%。搭接区内残余应力随搭接激光功率的增大先降低再升高，在激光功率相差30 W时降至最低值43.8 MPa。搭接区硬度随搭接激光功率的增大而降低，由297.3 HV3降低至291.1 HV3。四组激光功率组合下制备的试样极限抗拉强度792.9～830.9 MPa，当激光功率相差10 W时强度达到最高值、延伸率为23.7%。增大搭接激光功率会降低ML-PBF的熔凝稳定性并提高温度梯度，进而对搭接区内微观组织、残余应力以及零件力学性能产生影响。

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