激光选区熔化成形316L不锈钢工艺、微观组织、力学性能的研究现状

Abstract

增材制造涉及快速的非平衡热过程，导致成形件中存在大量的亚稳相和缺陷，这些亚稳相和缺陷在构件服役过程中极易成为失效源。因此，打印态构件一般都要经过热处理才能充分发挥其潜在的性能优势。近年来，国内外许多研究机构在激光选区熔化(SLM)制备316L不锈钢方面取得了突破，SLM-316L不锈钢打印态的强度和韧性都远远超过锻件，这是因为材料内部形成了跨越6个数量级的非均匀层级结构(包括晶粒、缺陷、熔池、胞结构、纳米氧化物颗粒),这是增材制造通过其特殊的非平衡热过程调控材料微结构的结果。316L不锈钢具有面心立方结构，在冷却至室温过程中不发生固态相变，这种特性非常有利于开展基础研究，揭示增材制造材料跨尺度结构对其性能的影响规律。本文详细阐述了SLM-316L不锈钢成形在工艺、跨尺度结构及力学性能方面的研究现状，结合笔者的工作，阐明并分析了SLM-316L不锈钢具有高强高韧力学性能的主流学术观点，展望了该材料今后的重点研究方向