选区激光熔化成形Inconel 718合金孔隙缺陷的研究

作者：王志强; 王学德; 谢瑞鹍; 周鑫^*; 张佩宇; 李秋良

来源：表面技术, 2020, 49(09): 378-385.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.044

• 增材制造
• 选区激光熔化
• Inconel 718合金
• 孔隙缺陷
• 溅射行为
• 相对致密度

目的研究选区激光熔化成形Inconel 718合金的孔隙缺陷,对缺陷进行科学分类并探究其形成机制,建立熔池溅射特征与缺陷形貌的对应关系,优化工艺参数,抑制缺陷产生。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)分别对Inconel718粉末的显微组织和化学成分进行观测,使用数字视频显微镜分析成形件内部缺陷,利用高速摄像机拍摄金属液滴的动态飞溅过程,并定量分析溅射特征参数。结果随着激光功率的增大,能量密度升高,总的溅射数量增大,孔隙数量增多;当扫描速度增大时,能量密度降低,总的溅射面积减小,孔隙尺寸变小。当缺陷的圆度Circ≥0.731或纵横比AR≤1.368时,缺陷形貌由不规则向规则演变。当能量密度E=95.24 J/mm3时,相对致密度达到99.94%。经测量,所有样品的孔隙率和孔隙尺寸的平均值分别为2.249%和2.774μm2。结论孔隙缺陷可分为不规则的匙孔缺陷和规则的气孔缺陷两类,存在发生演变的圆度/纵横比门槛值。熔池震荡引起溅射特征变化,对应产生不同形貌特征的缺陷。减小激光功率和增大扫描速度可降低能量密度,使熔池震荡程度减弱,从而抑制缺陷产生,提高成形件的相对致密度。

• 单位
  空军工程大学