激光选区熔化316L奥氏体不锈钢微观组织和冲击韧性的各向异性（英文）

宗学文¹，刘文杰¹，杨雨蒙²，张树哲³，陈桢³

1. 西安科技大学机械学院2. 中航光电科技股份有限公司3. 西安交通大学机械工程学院

摘 要：研究了激光选区熔化成形316L奥氏体不锈钢的微观组织和冲击韧性的各向异性,采用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）对其微观结构进行表征,利用金属摆锤试验机进行冲击韧性试验。结果表明:激光选区熔化成形316L不锈钢的组织和冲击韧性存在着明显的各向异性,垂直和平行于Z向试样的物相均为γ-Fe相,垂直于Z向的组织呈"棋盘状"形貌,晶粒大多数为等轴晶形貌且晶粒得到了细化（dmean=9.177μm）,尤其熔池搭接区域晶粒更加细小（6μm以下）,而平行于Z向为"鱼鳞状"形貌,大多数为柱状晶形貌,晶粒直径较大（dmean=21.247μm）。同时垂直于Z向织构为强纤维织构<110>//RD和弱板织构{112}<110>,而平行于Z向为强纤维织构<110>//RD。在致密度相同条件下,X/Y、Z向的冲击韧性分别为62.8±3.2和38.6±4.5 J,X/Y向的冲击韧性明显优于纵向且提高了62.69%。此外晶粒大小、大小角度晶界和织构类型对冲击韧性各向异性有着明显的影响,X/Y向的晶粒得到了细化,大角度晶界数目多,韧性较好;纤维织构<110>//RD对冲击韧性不利,而板织构{112}<110>有利于韧性,垂直Z向的<110>//RD织构强度低且存在弱{112}<110>织构,韧性较好。

关键词：激光选区熔化;316L不锈钢;微观组织;织构;冲击韧性;各向异性;