微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

作者：张楠; 张海武; 王淼辉^*

来源：金属学报, 2023, 1-15.

• 微米级选区激光熔化
• 316L不锈钢
• 拉伸性能
• Σ3晶界
• 孪晶

利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢，对其拉伸性能及断裂行为进行了研究，并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析，对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明：M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100～300 nm的胞状组织结构，拉伸断口呈韧窝状，窝口直径80～500 nm，这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa，纵向平均断后延伸率达54.6%，明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关，在取向接近<111>的晶粒中较易出现。进一步分析指出，Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3c和非共格Σ3ic晶界进行了统计分析，显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3c和Σ3ic晶界数量百分比分别约为43%和57%，而纵向拉伸试样近断口区的Σ3c晶界数量百分比提高至约70%。共格Σ3c孪晶界的增加使得总晶界能降低，是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

• 单位
  机械科学研究总院集团有限公司