相比于傳統(tǒng)制造技術(shù),增材制造能大幅縮短制造周期、降低生產(chǎn)成本,在一些復雜結(jié)構(gòu)零件制造方面優(yōu)勢明顯。然而,增材制造本身逐層累加的特點決定了其需要經(jīng)歷循環(huán)加熱和快速冷卻,致使增材制造金屬材料會產(chǎn)生非平衡組織,并或多或少的伴隨有晶粒粗大、晶粒定向生長、成分偏析等現(xiàn)象,將不同程度地影響增材制造金屬的性能。熱處理作為一種歷史悠久的材料改性方法,可在不影響增材制造過程本身,且無需改變增材制造設備及其工藝的情況下,有效調(diào)整增材制造金屬的組織、力學性能與耐蝕性能,使得增材制造產(chǎn)品更加符合使用要求。.本研究選用Metrode公司生產(chǎn)的316L焊絲,采用電弧打印、冷金屬過渡(CMT)成形塊體打印件。對部分打印件進行1050℃保溫0.5 h和1h固溶處理。采用OM、SEM、EBSD,分析不同狀態(tài)下打印件的顯微組織和析出相種類、分布及含量;并對不同狀態(tài)下的打印件進行拉伸、沖擊和顯微硬度試驗,研究其力學性能變化;采用電化學動電位再活化法(EPR)、動電位Tafel曲線法及電化學阻抗譜法(EIS)等對打印件的晶間腐蝕和點腐蝕敏感性進行研究與分析。主要研究結(jié)果如下:(1)316L不銹鋼打印件凝固模式為鐵素體—奧氏體(FA)凝固模式。沉積態(tài)打印件熔覆層中部和底部組織存在差異,中部為奧氏體加樹枝狀和條帶狀δ鐵素體,底部為奧氏體加條帶狀和蠕蟲狀δ鐵素體,且δ鐵素體比中部更加細密。(2)1050℃保溫0.5h固溶處理后,δ鐵素體形貌變?yōu)槿湎x狀、島狀,且含量減少。1050℃保溫1h固溶處理后,δ鐵素體幾乎消失殆盡。(3)沉積態(tài)316L不銹鋼打印件組織中的析出相為σ相和Cr23C6,分布于鐵素體和奧氏體相界以及鐵素體晶內(nèi),且都有聚集現(xiàn)象。經(jīng)過1050℃保溫0.5 h固溶處理后,σ相含量明顯下降,Cr23C6主要分布于鐵素體和奧氏體相界且更加聚集,少量分布于δ鐵素體及奧氏體晶內(nèi),含量有所減少。1050℃保溫1h固溶處理后,σ相消失,打印件組織為奧氏體加少量均勻分布的Cr23C6。(4)經(jīng)過1050℃保溫1h固溶處理后,打印件抗拉強度和屈服強度降低,但伸長率增大,沖擊韌性最佳。同一處理狀態(tài)下沿Z向的拉伸性能及沖擊性能優(yōu)于Y向。不同處理狀態(tài)下的打印件顯微硬度變化不大,固溶處理態(tài)平均硬度值略有降低。打印件沿Y向的顯微硬度在兩焊道之間區(qū)域出現(xiàn)最大值,沿Z向的顯微硬度值在兩沉積層之間區(qū)域出現(xiàn)硬度最高值。沿Z向和Y向平均顯微硬度值無大的差異,表明打印件組織較為均勻。(5)與沉積態(tài)相比,固溶處理使得析出相Cr23C6和σ相溶解進奧氏體基體,增加了打印件耐晶間腐蝕性能,1050℃保溫1h固溶處理的打印件耐晶間腐蝕性能最佳,沉積態(tài)最差。316L不銹鋼打印件在3.5%(質(zhì)量分數(shù))NaCl溶液中能明顯觀察到點蝕坑的出現(xiàn),經(jīng)過1050℃保溫1h固溶處理,耐點蝕性能得到提升,組織中未觀察到點蝕坑。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TG142.71;TG156.94
【部分圖文】：

成形過程采用的保護氣體類型為 Ar 98%+圖 2-1 電弧增材制造打印示意圖Fig.2-1 Schematic diagram of arc additive manufacturing

2 試驗材料及試驗方法方法6L 不銹鋼打印件制備接快速成形受到多個參數(shù)的影響。選擇合適的成形參數(shù)對試樣的制備至關(guān)制造打印示意圖如圖 2-1 所示，電弧打印件實物圖如圖 2-2 所示。試驗選用產(chǎn)的 1.0 mm 的 316L 焊絲，其成分如表 2-1 所示。成形方式為電弧打印CMT）。焊接快速成形系統(tǒng)所采用的成形工藝參數(shù)為：焊接電流 150 A，in，焊道搭接率 40%。成形過程采用的保護氣體類型為 Ar 98%+O22%，。

鏡對拉伸試樣斷口形貌進行觀察，結(jié)合金相組織分析其斷裂機理并且對比不同固間對打印件拉伸性能的影響。圖 2-3 取樣位置示意圖Fig.2-3 Schematic diagram of sampling location
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本文編號：2891162