激光选区熔化GH3536镍基高温合金的微观组织和晶体取向

宗学文^1,2，刘文杰¹，张树哲²，陈桢²，杨雨蒙³

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

摘 要：采用激光选区熔化方法（selective laser melting,SLM）制备了高致密度GH3536镍基高温合金,分析了激光选区熔化成形GH3536合金显微组织和晶体取向。结果表明:随着激光能量密度的升高,成形试样的致密度先升高后降低,当激光能量密度为180～230 J·m^-1时,致密度达到99.55%以上,组织存在着明显的各向异性,垂直于构建方向的组织呈"棋盘状"形貌,晶粒大多数为等轴晶（长宽比为1.83）且得到了细化(d_mean=11.23μm),尤其熔池搭接区域晶粒更加细小（5μm）以下),而平行于构建方向为"鱼鳞状"形貌,大多数为柱状晶（长宽比为2.83）,晶粒直径较大(d_mean=25 96μm)。同时SLM成形GH3536镍基高温合金存在明显的择优取向,横截面上晶粒具有较强的<100>取向,垂直于构建方向和平行于构建方向均为立方织构{100}<001>。此外SLM凝固成形中晶粒生长对晶粒内晶体取向演变有着显著影响,横截面变形晶粒内的晶体取向变化不明显,纵截面变形晶粒内的晶体取向变化比较明显,这是由于SLM成形具有极高的温度梯度和极快的冷却速率（10⁵ K/s）,导致晶粒的生长方向垂直于熔池的固液界面且沿着温度梯度的反方向生长,固液界面处温度梯度沿构建方向的分量大于其他方向的分量,晶粒沿构建方向生长较快。

关键词：激光选区熔化(SLM);GH3536镍基高温合金;致密度;微观组织;晶体取向;