过配粉末激光选区熔化制备高氮不锈钢研究

常压下高氮不锈钢粉末激光选区熔化法制备高氮不锈钢的过程存在氮逸出现象,不能有效制备出合格高氮不锈钢。采用过配粉末法配制了含氮量1.472%的不锈钢粉末,在激光选区熔化设备上开展了过配粉末打印成形实验,研究了激光工艺参数对高氮不锈钢氮含量、显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,过配粉末法可制备出含氮量超0.9%且具有一定力学性能的高氮不锈钢;成形试样的氮含量与激光功率成反比,在扫描速度为1000 mm/s时,激光功率由200 W增至300 W,氮含量由0.991%降至0.956%;当激光功率为225 W时,扫描速度由700 mm/s增至1000 mm/s,氮含量由0.823%增至0.985%,与扫描速度成正比;当激光功率为250 W时,扫描速度由700 mm/s增至1000 mm/s,氮含量由0.817%增至0.970%,扫描速度对氮含量的影响更为显著。当扫描速度为1000 mm/s时,200~300 W范围内,随激光功率的增大,成形试样的内部缺陷逐渐减少,成形质量变好,抗拉强度呈先增加后降低趋势。优化结果表明,扫描速度1000 mm/s、激光功率275 W为最优成形工艺参数,在保证氮含量高于0.9%的同时,高氮不锈钢成形质量最好,内部缺陷数量最少,综合拉伸性能好,抗拉强度和屈服强度分别为1001.7 MPa和363.8 MPa。