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激光3D打印制备多孔结构不锈钢的组织及压缩性能研究

王健飞; 陈长军; 王晓南; 张敏; 陈文刚; 李洋; 卢冠辰; 文凤 机械工程学报 2016年第21期

摘要:采用316L不锈钢粉末基于激光3D打印技术(Laser 3D printing,L3DP)制备多孔结构试样与致密试样,研究其微观组织结构及压缩性能。首先对两种试样进行显微组织分析及显微硬度测量;随后进行压缩试验,获得两种试样工程应力.应变曲线并比较其压缩性能;最后利用有限元数值模拟动态再现两种试样的压缩过程,分析变形过程中金属流动与宏观工程应力.应变曲线的内在联系。结果表明:L3DP成型多孔结构不锈钢部件内部组织具有典型的层带结构,主要由沿不同方向生长的柱状晶构成,晶粒尺寸由中心白亮组织向外逐层递增,各层带成分分布均匀且显微硬度在170~190HV之间变化;L3DP成型多孔不锈钢部件的屈服强度为380MPa,压缩弹性模量为23.0GPa,具有良好强塑性匹配;压缩仿真试验显示多孔结构部件内部孔隙在应力作用下逐渐弯曲,最终由流动金属压合填充,由此导致整体空间体积减小,所以相同工程应力下多孔结构部件的工程应变较大。

关键词:激光3d打印压缩性能显微组织显微硬度abaqus

单位:西南林业大学机械与交通学院; 昆明650224; 苏州大学机电工程学院激光加工中心; 苏州215021; 苏州大学沙钢钢铁学院; 苏州215021

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