Page 20 - 理化检验-物理分册2025年第三期

夏 楠，等：激光选区熔化GH3536合金的显微组织及力学性能

适合高温服役结构零部件的制造。 将抛光态金相试样作为平面孔隙率试样，将其
笔者通过热等静压处理来减少GH3536 合金 置于光学显微镜下观察，然后利用Image-Pro软件对
SLM成型过程中产生的缺陷，并对SLM态GH3536 照片进行处理，对水平方向和沉积方向的平面孔隙
合金试样进行固溶处理、热等静压+固溶处理，然 率进行统计计算，选取孔隙区域的照片，算出孔隙区
后分析不同状态下试样的组织、维氏硬度和力学 域占整体面积的比例。
性能。
2 试验方法
1 试验材料 2.1 微观分析

试验所用材料为GH3536合金粉末，实测粉末 将试样的水平方向和沉积方向打磨、抛光至镜
的粒度分别为D 10 =18.33 μm、 D 50 =31.48 μm、 D 90 = 面，再将其洗净吹干，采用盐酸和硝酸体积比为3∶1
52.44 μm，SLM设备型号为EP-M300，激光功率为 的溶液腐蚀试样，将腐蚀好的试样置于光学显微镜
285 W，扫描速率为1 050 mm/s，激光束光斑直径为 下观察。
100 μm，铺粉层厚度为40 μm，扫描间距为110 μm， 将水平方向和沉积方向的试样置于扫描电镜
层间旋转角度为67°。打印完成后试样的宏观形貌 （SEM）下观察，再用能谱仪对该试样进行能谱分析。
如图1所示，分析方向如图2所示，其中阴影面代表 2.2 力学性能试验
垂直于打印方向的水平方向，蓝色面代表沉积方向。 对SLM态和热等静压+固溶处理后水平方向
粉末和SLM试样的化学成分如表1所示。 由表1可知： 和沉积方向试样进行室温拉伸试验、冲击试验、布氏
打印过程并不会改变试样的化学成分。 硬度测试、持久性能试验。
为了解SLM态、固溶后、热等静压+固溶后试
样的维氏硬度，采用维氏硬度计对水平方向和沉积
方向试样进行显微维氏硬度测试，载荷为0.245 N，
保压时间均为15 s。

3 试验结果与讨论
3.1 平面孔隙率
测量 SLM 态、固溶后、热等静压 + 固溶后试
样的水平方向和沉积方向的平面孔隙率。不同试
图 1 SLM 试样的宏观形貌
样的平面孔隙微观形貌如图 3 所示，平面孔隙率测
量结果如表 2 所示。由图 3 可知，孔隙的大小及分
布不完全均匀。由表 2 可知，SLM 态、固溶后和热
等静压 + 固溶后试样在水平方向的平面孔隙率分
别为 0.86％，0.99％，0.03％，SLM 态、 固溶后和热
等静压 + 固溶后试样在沉积方向的平面孔隙率分
别为 1.34％，1.40％，0.05％。经过固溶后试样的
平面孔隙率在两个方向上并没有太大变化，而经过
热等静压 + 固溶后试样的平面孔隙率在两个方向
图 2 SLM 试样的分析方向示意 上均大大减小。
表1 粉末和SLM试样的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn Cr Ni Mo W Co Fe Al
粉末试样实测值 0.062 0.02 0.01 21.98 余量 8.88 0.59 1.88 19.00 0.05

SLM试样实测值 0.060 0.04 0.01 22.30 余量 8.20 0.95 1.91 19.17 0.05
技术要求 0.05~0.15 ≤1.00 ≤1.00 20.5~23.0 余量 8.00~10.00 0.20~1.00 0.50~2.50 17.00~20.00 ≤0.50

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