激光粉末床熔融316L不锈钢的机械和微观结构各向异性

本文旨在对激光粉末床熔融（LPBF）增材制造（AM）技术制备的AISI 316L奥氏体不锈钢（W. Nr. 1.4404，CL20ES）的机械和微观结构特性进行深入和全面的分析。实验的第一部分包括对与构建方向和加载方向相关的机械和微观结构特性各向异性的广泛研究，结果表明样品之间的拉伸特性存在显著差异。实验的第二部分专注于过程参数聚焦水平（FL）对机械性能的影响，当激光聚焦水平与熔化水平相同时，记录到简支梁韧性提高了48%。FL参数通常不被视为过程参数；然而，它可以在机器的服务设置中或因机器维修不当而故意改变。使用拉伸试验、夏比冲击试验、布氏硬度测量、显微硬度基体测量、孔隙率分析、扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对机械和微观结构性能进行了评估。在整个样品范围内，所进行的分析证实了LPBF增材制造材料的高质量，可以与常规生产的材料相媲美。发现孔隙率在0.036%到0.103%的范围内非常低。对固溶退火（1070 °C）拉伸试样的微观结构研究显示出优越的再结晶倾向、晶粒多边形化、退火孪晶的形成以及碳化物在固溶体中的均匀分布。