本研究對(duì)Alloy 22激光粉床熔接的激光功率和掃描速度進(jìn)行了優(yōu)化，以制造具有最高密度的零件。本文為第二部分。

3.結(jié)果與討論

3．1. 合金22粉末的表征

合金22粉末的形貌如圖1(a)所示。與氣體霧化粉末的預(yù)期結(jié)果一致，合金22的大部分顆粒為球形。顆粒形狀不規(guī)則，多為橢球，附著在小衛(wèi)星上。粒徑分布(PSD)分析如表4所示。合金22粉末的平均粒徑為37.5μm，合金22粉末的粒徑分布呈單峰態(tài)，如圖1(b)所示。由于合金22顆粒形狀的一致性，顆粒間摩擦最小，粉末的流動(dòng)性為可接受的。這顯示在表4中報(bào)告的流量(FRH)值中。

圖1 (a)馬來(lái)西亞Oryx Advanced Materials公司提供的合金22粉末的SEM微觀形貌圖，(b)激光衍射獲得的合金22粉末的粒度分布直方圖。

表4 氣相霧化22合金粉末的粒度分布及流動(dòng)性分析。

S01試樣的掃描策略與熔體軌跡形態(tài)的關(guān)系插圖(i)、(ii)和(iii)說(shuō)明了不同熔體軌跡的形成。指出了構(gòu)建方向。

上圖顯示了S01樣品的逐層熔融軌跡圖像。大部分的融化痕跡看起來(lái)都是不平整的。一般有三種不同的熔體軌跡形態(tài)。圖(i)中的熔體軌跡與水平線平行，并且相互疊加。這是因?yàn)榧t色掃描線是平行于水平線從右向左掃描的。圖(ii)中熔體軌跡之間的距離比圖(iii)中熔體軌跡之間的距離寬，但兩者垂直于水平線，因?yàn)閳D(iii)中的掃描線垂直于水平線進(jìn)行掃描。圖(iii)中熔體軌跡之間的距離為實(shí)際的艙口間距25 μm。由于掃描方向的改變，圖(ii)中的掃描線彼此之間的距離變遠(yuǎn)，導(dǎo)致熔體軌跡變寬。

３．２ L-PBF合金22的相對(duì)密度

體積能量密度(VED)值是L-PBF工藝初始優(yōu)化的依據(jù)，因?yàn)閂ED=P/v×h×t，其中P為激光功率，v為罐頭速度，h為艙口間距，t為層厚。圖4顯示了在只改變激光功率和激光掃描速度的情況下，保持層厚和艙口間距不變的工藝參數(shù)和ve值。然而，VED主要是一個(gè)熱力學(xué)量，不足以描述L-PBF過(guò)程中其他基于物理的現(xiàn)象，如熱輸運(yùn)和質(zhì)量輸運(yùn)。然而，左旋pbf工藝變量主要由左旋pbf組成，左旋pbf的相對(duì)密度、機(jī)械性能和顯微組織與左旋pbf試樣相關(guān)。最佳的激光功率、光斑尺寸、掃描速度、掃描層厚度和掃描策略可以提高LPBF制造零件的密度。圖4所示的過(guò)程窗口確定了與VED和相對(duì)密度值相關(guān)的可接受的過(guò)程參數(shù)。在此工藝窗口內(nèi)，合金22試樣的相對(duì)密度均為>~ 99%。VED值用于優(yōu)化相對(duì)密度值，但VED不能反映LPBF過(guò)程的復(fù)雜物理性質(zhì)。

圖5為AP合金22試樣在激光掃描速度為100-1200 mm/s時(shí)的相對(duì)密度與功率為110-225 W時(shí)的關(guān)系。在所有激光功率下，在較高的掃描速度范圍(400 ~ 1200 mm/s)，相對(duì)密度值減小。由于小孔效應(yīng)，在最低掃描速度下制作的樣品有較高的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這是因?yàn)楫?dāng)掃描速度為100 mm/s時(shí)，不同激光功率下的ve值在1100 ~ 2250 J/mm3之間變化，產(chǎn)生了小孔效應(yīng)、高表面張力和孔隙率。當(dāng)溫度不過(guò)高時(shí)，熔池表面張力和溫度梯度激活Marangoni對(duì)流進(jìn)行致密化。

圖5所示樣品的相對(duì)密度在激光掃描速度為400mm /s時(shí)達(dá)到峰值。但在800 ~ 1200 mm/s的掃描速度下，由于球化效應(yīng)和/或未融合(LOF)，樣品密度降低。在較高的掃描速度(>400mm/s)下，觀察到較窄的熔池和較小的球化。根據(jù)Kruth等的研究，當(dāng)熔池長(zhǎng)寬比為>2.1時(shí)，發(fā)生球化效應(yīng)。成球效應(yīng)會(huì)破壞接下來(lái)幾層粉末的擴(kuò)散，從而降低密度，進(jìn)而產(chǎn)生空洞。在較高的掃描速度(>400mm/s)下，較低的VED導(dǎo)致LOF缺陷。因此，在功率為150 W、掃描速度為200 mm/s(記為AM1)時(shí)，密度最高為99.61±0.09。功率為225 W，掃描速度為1200 mm/s(記為AM4)時(shí)，樣品的密度為97.97±0.12。復(fù)制AM1和AM4貼片進(jìn)行機(jī)械試驗(yàn)。AM1條件相對(duì)密度最高(99.61±0.09%)，AM4條件在最高掃描速度(1200 mm/s)下相對(duì)密度最高。

圖5 AP合金22L-PBF樣品的相對(duì)密度值。

后處理樣品的相對(duì)密度值見(jiàn)表5。HIP沒(méi)有改變AM1的密度;但使AM4樣品的密度增加了約1%。AM1 AP試樣的相對(duì)密度較高，殘余孔隙度較低。ST后密度保持不變，因?yàn)镾T的作用僅為再結(jié)晶和第二相溶解。臀部對(duì)AM1的孔隙含量沒(méi)有影響,這可以解釋的圓形孔來(lái)自粉(欺騙氬氣粉末粒子內(nèi)部沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)逃避LPBF快速凝固過(guò)程中,因此,這些毛孔仍在為構(gòu)建條件)。

表5 固溶處理、HIP處理、HIP+固溶處理后的相對(duì)密度值。

3.3 XRD結(jié)果

圖6為AM1和AM4樣品的x射線衍射圖，以及電弧熔化合金22和合金22原料粉末的XRD圖。XRD譜圖鑒定了文獻(xiàn)中報(bào)道的γ-FCC晶體結(jié)構(gòu)。

圖6 (a) AM1和(b) AM4的合金22電弧熔化試樣、粉末、AP、ST、HIP和HIP+ST的XRD譜圖。

3．4． 微觀結(jié)構(gòu)分析

3.4.1 像印制樣品

AM1 AP和AM4 AP樣品的光學(xué)顯微圖如圖7(a)-(d)所示。熔池軌跡和層間旋轉(zhuǎn)45°的激光軌跡如圖7(a)所示。而如圖7(b)所示的AM4 AP樣品，在較高的掃描速度下，由于球化效應(yīng)，熔體池不規(guī)則，沒(méi)有明顯的圖案。此外，由于相對(duì)較高的能量輸入(VED = 750 J/mm3)，在圖7(c)中觀察到一些關(guān)鍵孔缺陷。LOF缺陷是在高掃描速度下(1200mm /s) AM4樣品的低重熔導(dǎo)致的。相對(duì)較低的能量輸入(184.5 J/mm3)導(dǎo)致了圖7(d)中LOF孔隙的形成。AM1(圖7(c))的熔池深度比AM4(圖7(d))深。如圖7(d)所示，AM4的熔池深度較淺。根據(jù)NASA標(biāo)準(zhǔn)，AM1和AM4的全池深度與標(biāo)稱層厚的比值分別為5.69±1.11和1.81±0.31。較低的厚度值意味著較少的重疊和粘合到后續(xù)層導(dǎo)致軌道表面的不穩(wěn)定性。相對(duì)密度測(cè)量的差異可能是由于LPBF過(guò)程不穩(wěn)定造成的。

圖7 AM1 AP和AM4 AP的光學(xué)顯微圖，(a-b):垂直于建筑方向的表面，(c-d):平行于建筑方向的表面。

在低碳鎳基合金(如合金22)中，敏化的發(fā)生主要是由于富mo的拓?fù)渚o密填充(TCP)相(即μ-相)的沉淀。圖8(a)-(b)比較了AM1 AP和AM4 AP樣品中納米顆粒的分布。從圖8(a)可以看出，AM1 AP中的納米顆粒分布均勻，大部分顆粒粒徑為100 nm。如圖8(b)所示，AM4 AP中的納米顆粒比AM1 AP樣品要小得多。AM1 AP和AM4 AP的平均粒徑分別為100 nm和60 nm。AM4 AP中的納米顆粒更小，這可能是因?yàn)樵谳^高的掃描速度下，凝固速度更高。

圖8 (a) AM1 AP樣品的后向散射掃描電鏡(a) AM1 AP樣品的粒子數(shù)為100 nm， (b) am4 AP樣品的粒子數(shù)為60 nm。

用Kalling’s 2號(hào)蝕刻劑刻蝕AM1 AP樣品后，可以看到細(xì)胞亞顆粒，如圖9(a)-(b)所示。由于快速冷卻速度，細(xì)胞亞顆粒呈微μm狀。圖9(b)是從圖9(a)所示的圓圈區(qū)域獲得的放大顯微圖，該區(qū)域顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)。亞結(jié)構(gòu)為胞狀結(jié)構(gòu)，隨著晶體取向[46]而生長(zhǎng)。根據(jù)Chen等的研究，如果生長(zhǎng)方向與熱流方向一致，則發(fā)生外延生長(zhǎng)，而胞狀結(jié)構(gòu)則直接從相遇徑跡邊界生長(zhǎng)。根據(jù)熱流方向的不同，邊界前的細(xì)胞生長(zhǎng)方向可以與邊界后的細(xì)胞生長(zhǎng)方向相同，也可以呈90°方向生長(zhǎng)，如圖9(b)所示。

圖9 (a)蝕刻后的AM1 AP樣品的光學(xué)顯微圖，(b)放大的顯示亞微米胞狀結(jié)構(gòu)的SEM顯微圖，箭頭表示納米粒子(與構(gòu)建方向平行)，(c)基體的EDS光譜，(d)納米粒子的EDS光譜。

在樹(shù)突間和細(xì)胞邊界觀察到納米顆粒，如圖9(b)所示。從圖9(d)所示的EDS斑點(diǎn)分析中可以看出，這些納米顆粒富含鉬。在Inconel 625的l - pbff生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了Mo和Nb的分離為γ″Ni3(Nb, Mo)。在L-PBF哈氏合金X試樣中發(fā)現(xiàn)了富鉬碳化物。為了進(jìn)一步研究納米粒子的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)一步的透射電鏡分析。

3.4.2 HIP后處理樣品

圖10 (a)和(b)分別為AM1和AM4 HIP的微觀結(jié)構(gòu)。AM4 HIP消除了微裂紋和互聯(lián)孔隙。AM1 HIP相對(duì)密度較AM1 AP無(wú)明顯增加，見(jiàn)表5。這是因?yàn)?，與困在內(nèi)的離散孔隙相比，HIP能更有效地消除相互連通的孔隙。AM4 AP孔隙度較大，且相互連接，主要是由于LOF所致。此外，固溶處理并沒(méi)有像預(yù)期的那樣增加AM4 HIP+ST的密度。HIP后處理樣品的顯微組織顯示AM1 HIP中晶粒尺寸較大的等軸再結(jié)晶晶粒，如圖10 (a)所示。

圖10 再結(jié)晶(a) AM1HIP和(b) AM4 HIP的SEM顯微圖，插圖顯示在再結(jié)晶過(guò)程中富集了mo納米粒子。

圖10 (a)插圖顯示，HIP后沿晶界形成了析出相。圖11 (a)和(b)顯示了從析出物中獲得的高倍SEM顯微圖，以及AM1 HIP中相應(yīng)的EDS元素圖。沉淀物的平均尺寸為2μm，比之前在AM1 AP中觀察到的納米顆粒粗，如圖9(b)所示。對(duì)其中一個(gè)最大的析出相進(jìn)行EDS分析發(fā)現(xiàn)，析出相以富mo為主。根據(jù)EDS映射，這些顆粒是碳化鉬、氮化鉬還是碳氮化鉬是不確定的。在我們未來(lái)的工作中，需要對(duì)這些沉淀物進(jìn)行進(jìn)一步的TEM分析，以確定這些沉淀物的確切化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)。在之前的Inconel 625的L-PBF制造中，報(bào)道了γ″-相Ni3(Nb,Mo)和MC碳化物的分布在晶界上。根據(jù)Zhang 等研究，哈氏合金X在1200℃熱處理后形成富mo - cr的M23C6顆粒。同樣，圖12 (a)-(b)是由富mo析出相獲得的高倍SEM顯微圖，以及AM4 HIP中相應(yīng)的EDS圖。

圖11 AM1熱釋光掃描電鏡的后向散射顯微圖和熱釋光掃描過(guò)程中形成的析出相的EDS成分圖譜。

圖12 AM4 HIP的后向散射掃描電鏡顯微圖和HIP過(guò)程中形成的析出相的EDS成分圖譜。

3.4.3. ST樣本和HIP+ST樣本

圖13（a）-（d）分別顯示了AM1 ST、AM1 HIP+ST、AM4 ST和AM4 ST+HIP的光學(xué)顯微照片。固溶處理的目的是溶解在L-PBF和HIP過(guò)程中形成的沉淀，如圖10、圖11和圖12所示。AM1 ST和AM4 ST的所有ST微觀結(jié)構(gòu)均顯示出具有等軸晶粒和退火孿晶的再結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在圖13（a）所示的AM1 ST中觀察到少量小孔孔隙，這些孔隙在HIP工藝后被消除，如圖13（b）所示。AM4中顯示了孔隙（圖13（c）），圖13（d）中顯示了HIP后AM4樣品上的一些剩余孔隙。固溶處理和水淬后，大部分沉淀溶解在合金22基體中，圖13（a）和圖13（c）中的箭頭分別顯示了AM1 ST和AM4 ST的少量沉淀。

圖13 (a) AM1 ST， (b) AM1 HIP+ST， (c) AM4 ST， (d) AM4 HIP+ST。

圖14顯示了AM1 HIP+ST樣品中粒徑為~ 300 nm的富mo析出物，這可能是由于在AM1樣品中，溫度梯度升高導(dǎo)致析出物附近的總彈性能降低，形成了Park等所描述的逆成熟機(jī)制。如圖15所示，AM4 HIP+ST樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)沉淀物。這是因?yàn)榈诙嘣谌芤禾幚磉^(guò)程中全部溶解。

圖14 AM1 HIP+ST的后向散射掃描電鏡顯微圖和相應(yīng)的富mo析出相的EDS成分圖譜。

圖15 AM4 HIP+ST的后向散射掃描電鏡顯微圖和相應(yīng)的基體EDS成分圖。

3.5 EBSD分析

圖16 (a)-(d)和圖17 (a)-(d)分別為AP、ST、HIP和HIP+ST條件下AM1和AM4樣品的EBSD逆極圖(IPF)。在垂直于所有樣品建造方向的表面上都觀察到等軸晶粒。對(duì)于AM1和AM4 AP樣品的等軸晶，如圖16 (a)和圖17 (a)所示，沿<?001?>?方向觀察到較強(qiáng)的織構(gòu)。類似的織構(gòu)在與工藝參數(shù)無(wú)關(guān)的鎳基高溫合金中普遍存在。表6總結(jié)了基于EBSD顯微照片的晶粒尺寸和晶粒取向分析。

粒度(粒徑)是由平均顆粒直徑技術(shù),一粒的直徑計(jì)算基于谷物的面積(即掃描點(diǎn)的數(shù)量/像素屬于一粒一粒,假設(shè)是一個(gè)圓)由直線截距法和驗(yàn)證。AM1 AP(33.66±2.33 μ m)和AM4 AP(18.45±0.67 μ m)的粒徑差異可能是由于AM1 AP的VED (750 J/mm3)高于AM4 AP (184.5 J/mm3)，且AM1 AP的掃描速度(200 mm/s)低于AM4 AP (1200 mm/s)。VED越高，單位體積的能量輸入越大，為異相成核和生長(zhǎng)提供了更大的驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于AP樣品，由于菌落中存在亞尺寸胞狀結(jié)構(gòu)，低角度晶界(LAGB)出現(xiàn)的頻率較高，如圖9(b)所示。此外，AP樣品中較高的位錯(cuò)密度可導(dǎo)致較高的LAGB%。從圖16 (b)和圖17 (b)可以看出，ST樣品的晶粒沒(méi)有表現(xiàn)出任何的結(jié)晶偏好，由于再結(jié)晶，ST樣品中LAGB的含量降低了。此外，由于再結(jié)晶，ST試樣中出現(xiàn)了晶粒尺寸相似的等軸晶和退火孿晶。

圖16 AM1樣品垂直于構(gòu)建方向(a)-(d) AP、ST、HIP、HIP+ST的EBSD顯微圖。

圖17 AM4樣品垂直于構(gòu)建方向(a)-(d) AP、ST、HIP、HIP+ST的EBSD顯微圖。

表6 根據(jù)EBSD數(shù)據(jù)和AP、ST、HIP和HIP+ST條件下AM1和AM4的晶粒取向偏差計(jì)算出的平均晶粒尺寸。

Keshavarzkermani等認(rèn)為，殘余應(yīng)力和LPBF非平衡冷卻所固有的高位錯(cuò)可以作為恢復(fù)和再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力。在1200℃固溶處理過(guò)程中，兩個(gè)相對(duì)Burger’s向量的平行位錯(cuò)通過(guò)滑動(dòng)和爬升的組合湮滅，導(dǎo)致位錯(cuò)密度降低，退火孿晶形成。AM1 HIP和AM4 HIP的紋理分別如圖16 (c)和圖17 (c)所示。AM1和AM4HIP的平均粒徑分別為42.87±3.66μm和19.36±1.37μm。AM1熱板的晶粒尺寸較大是由于較高的熱板厚度導(dǎo)致熱板上晶粒顯著長(zhǎng)大。在圖16 (c)中，出現(xiàn)了等軸晶和孿晶，LAGB頻率降低(11.9%)，但EBSD圖顯示大多數(shù)晶粒沿<?101?>取向生長(zhǎng)。在圖17 (c)所示的AM4 HIP中沒(méi)有觀察到這種織構(gòu)，這可能是由于AM4 HIP中存在部分再結(jié)晶和AM1 HIP中存在富mo析出相。但有必要進(jìn)行詳細(xì)的TEM調(diào)查。

圖16 (d)和圖17 (d)分別展示了AM1 HIP+ST和AM4 HIP+ST樣品的紋理。在圖16 (d)和圖17 (d)中可以看到具有孿晶結(jié)構(gòu)的等軸晶粒。AM1 HIP+ST的高角度晶界(HAGB)頻率為73.2%，表明在HIP+ST上具有完全再結(jié)晶組織。對(duì)比圖17(c)所示的AM4 HIP和圖17(d)所示的AM4 HIP+ST, AM4 HIP+ST試樣在沒(méi)有富mo析出相的情況下，由于晶粒長(zhǎng)大，平均晶粒尺寸略大于AM4 HIP試樣。表6中的Σ3晶界是退火孿晶形成的指示。在樣品中，HIP和ST均啟動(dòng)了退火孿晶。AP樣品中Σ3晶界的比例較低。與AP條件相比，HIP和ST顯著增加了Σ3晶界。

3.6 機(jī)械性能

AM1和AM4試樣的屈服應(yīng)力(YS)值、極限抗拉強(qiáng)度(UTS)值、延伸率和平均顯微硬度數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是至少三個(gè)測(cè)量值的平均值。

表7 AM1和AM4試樣在AP、ST、HIP、HIP+ST條件下的機(jī)械性能總結(jié)。

AM1 AP和AM4 AP的屈服強(qiáng)度分別為692.05±7.88 MPa和567.35±2.75 MPa;AM1 AP和AM4 AP的UTS值分別為967.44±16.43 MPa和757.3±20.9 MPa。AM1 AP和AM4 AP的顯微硬度分別為297.23±27.7和285.1±19.4。AM1 AP和AM4 AP樣品的延伸率分別為18.69%和9.55%。根據(jù)EBSD分析,AM1 AP(62.6μm)比AM4AP(45.2μm)粒度更大,然而，AM1 AP UTS值明顯大于AM4 AP UTS值，這可能是由于AM1 AP中形成了更高比例的富鉬納米顆粒，如圖8所示。。此外，如圖7(c)和圖7(d)所示，AM1 AP樣品的孔隙率小于AM4 AP樣品，且AM1 AP樣品的深熔池比AM4 AP樣品具有更好的層間粘附性。Krakhmalev等認(rèn)為，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和沉淀可能是其強(qiáng)度優(yōu)越的原因。與變形合金22相比，在AM1和AM4條件下LPBF試樣的屈服強(qiáng)度和硬度均較高。

熱處理后的AM1 ST試樣與AM4 ST試樣具有相似的晶粒尺寸分布和織構(gòu)，機(jī)械性能相當(dāng)。兩種試樣均經(jīng)過(guò)充分再結(jié)晶，機(jī)械性能均為各向同性。但AM1 ST試樣的延伸率高于AM4 ST試樣。這一結(jié)果可以部分解釋為樣品的密度。AM4 ST樣品相對(duì)密度為96.26%，低于AM1 ST樣品的99.61%;在AM1樣品中，溶液處理顯著降低了AP和HIP樣品的YS和UTS值。AM1 ST試樣的YS、UTS和硬度分別降低了54.3%、33.1%和29.7%。同時(shí)，ST AM1試樣的延伸率提高了33.3%。AM4樣品也有同樣的趨勢(shì)。AM4 ST試樣的YS、UTS和硬度分別降低了39.6%、14.1%和23.8%，伸長(zhǎng)率提高了97.4%。由表6可知，HIP使AM1和AM4試樣的HAGB因再結(jié)晶作用分別提高到88.1%和73.0%，強(qiáng)度降低，塑性提高。

另外，與AP試樣相比，HIP+ ST試樣中Σ3晶界的比例更高，這意味著更多的孿晶界和更高的延性。對(duì)于HIP+ST組合，AM1 HIP+ST試樣的屈服強(qiáng)度和UTS均大于AM4 HIP+ST試樣，原因是存在富mo析出相。此外，由于完全再結(jié)晶組織中存在等軸晶，AM1 HIP+ST的伸長(zhǎng)率顯著高于AM4 HIP+ST。HIP和HIP+ST的相對(duì)密度較高(~ 99%)?？梢?jiàn)，無(wú)論是AM1還是AM4樣品，都需要HIP來(lái)提高伸長(zhǎng)率，但AM1 HIP+ST的伸長(zhǎng)率從18.69%顯著提高到49.5%，而AM4 HIP+ST的伸長(zhǎng)率僅提高了一倍。AM4 HIP+ST試樣的UTS和伸長(zhǎng)率的標(biāo)準(zhǔn)差也相當(dāng)大。

如前所述，AM4 HIP+ST樣品的織構(gòu)繼承自AM4 HIP，呈現(xiàn)柱狀晶粒，而不是等軸晶粒。同時(shí)，AM4 HIP+ST樣品中LAGB%約為30%，表明AM4 HIP+ST樣品中存在大量的脫位。同時(shí)，由表5可知，AM1 HIP+ST樣品相對(duì)密度為99.72%，AM4 HIP+ST樣品相對(duì)密度為99.02%。相對(duì)密度表明AM4 HIP+ST樣品的孔隙度高于AM1 HIP+ST樣品。Krakhmalev等認(rèn)為，LPBF試樣中的孔隙率等缺陷是導(dǎo)致拉伸性能不穩(wěn)定的原因。與之前對(duì)其他鎳基高溫合金的研究相比，本研究發(fā)現(xiàn)了相似的晶粒形貌和后處理趨勢(shì)。Tomus 等研究了ST、HIP和HIP+ST對(duì)哈氏合金X的影響。在他們的研究中報(bào)道了不同后處理下哈氏合金X的YS、UTS和硬度的相同趨勢(shì)。然而，與AM4 HIP+ST合金22相比，HIP+ST哈氏合金X的延伸率并沒(méi)有下降。在他們的研究中，HIP后樣品的相對(duì)密度可達(dá)99.9%，遠(yuǎn)高于AM4 HIP+ST樣品的相對(duì)密度(99.02%)。因此，需要對(duì)合金22的HIP工藝和ST條件的優(yōu)化進(jìn)行進(jìn)一步的研究。AM1 HIP+ST合金的機(jī)械性能與鍛造合金11相似。

4. 結(jié)論

合金22粉末采用惰性氣體霧化，用于L-PBF增材制造工藝，制造高密度合金22零件。L-PBF制造的合金22后處理顯著改變了合金的組織和機(jī)械性能。初步建立了L-PBF合金22的機(jī)械性能與顯微組織之間的關(guān)系，但需要進(jìn)行TEM等更詳細(xì)的分析。關(guān)鍵的研究結(jié)果總結(jié)如下:

1.在150 W/200 mm/s和225 W/1200mm/s條件下制備的22 L-PBF合金的相對(duì)密度分別為99.61±0.09和97.97±0.12。

2.高VED樣品(AM1)以小孔孔隙為主，低VED樣品(AM4)以LOF孔隙為主。

3.在AM1 AP中發(fā)現(xiàn)了較高的富mo納米顆粒，顯著提高了其機(jī)械性能。

4.固溶處理對(duì)L-PBF和HIP過(guò)程中形成的第二相進(jìn)行了再結(jié)晶和溶解。

5.HIP顯著提高了AM1 AP樣品的延伸率，但對(duì)AM4AP樣品的效果較差。AM4 HIP的密度比AM1 HIP低，是影響其延伸率的重要因素。AM1 HIP+ST合金的機(jī)械性能與鍛造合金22相當(dāng)。

來(lái)源：Laser powder bed fusion and post processing of alloy 22，AdditiveManufacturing，doi.org/10.1016/j.addma.2021.102490

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