精密成形工程

作者：房立家, 孙兵兵, 赵海生, 张强, 何瑞凯

单位：1.航发优材（镇江）增材制造有限公司 中国航发增材制造技术创新中心,江苏 镇江 212132;<br>2.中国航发北京航空材料研究院,北京 100095;<br>3.江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013

关键词：激光选区熔化,激光成形,高温合金,增材制造,3D打印

基金：政府间双边创新合作项目（BZ2024011）; 国家重点研发计划（2023YFB4604904）

目的 探究成形过程中激光选区熔化K477镍基高温合金微观缺陷的形成原因以及工艺参数对显微组织的影响规律,为实现高质量成形提供理论支持和实践指导。方法 以高功率和低功率2种典型SLM工艺参数成形的K477合金为研究对象,通过观察裂纹微观形貌、各元素分布及含量,分析微裂纹的影响因素。随后在不同激光扫描速度（700、800、900、1 000、1 100、1 200 mm/s）、不同激光功率（150、200、250、300、350、400 W）下成形K477合金试样,利用光学显微镜分析内部缺陷,通过XRD分析物相组成,结合扫描电镜研究材料组织变化规律。在2种典型工艺参数下,在激光选区熔化成形材料内部观察到裂纹部位存在&#x003b3;+&#x003b3;&#x000b0;的共晶相,且裂纹处的Al元素分布图与C元素以及O元素分布图相对应,并且在裂纹附近,C元素与O元素有明显的局部富集现象。调整不同功率和扫描速度发现,随着激光扫描速度增加至800 mm/s,致密度达99.970%,当激光功率提高到350 W时,致密度为99.977%。结论 激光选区熔化K477材料内部存在&#x003b3;+&#x003b3;&#x000b0;的共晶相是产生裂纹的主要原因,Al元素在材料凝固过程中形成碳化物氧化物以及镍铬的氧化物,此类氧化物作用于晶界附近成为裂纹源。激光扫描能量差异会导致热流分布变化,说明优化工艺参数可一定程度地抑制裂纹的产生。

来源：2026年第2期

《精密成形工程》期刊编辑部

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