激光粉末床熔融成型M2钢微观组织及磨损性能

摘要

M2高速钢是制备高性能精密切削刀具的重要材料之一。基于激光粉末床熔融（laser powder bed fusion, L-PBF）技术在300℃较高基板预热温度下成型了无层间裂纹的M2钢，并研究了扫描参数对致密度、微观组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明：激光功率与扫描速度分别为260 W和0.8 m·s^-1时，M2钢的致密度在99.4%以上；微观组织主要由细小等轴状铁素体与大量条片状（长度约10μm）马氏体、下贝氏体构成，未见常规网状粗大共晶碳化物，下贝氏体形成的主要原因是高基板预热温度使得试样在快速冷却过程中能在一定时间内维持马氏体转变点（<200℃）以上温度，且热输入增加会提高下贝氏体的含量；高致密度M2钢的硬度(813.2HV_0.3)稍低于淬回火锻造母材，但抗压强度（3.51 GPa）和压缩延展性（32%）与母材相当，同时还呈现出优异的耐磨损性能，其磨损率(3.98×10～5 mm³·N^-1·m^-1)较母材降低了36.1%。

关键词

激光粉末床熔融 / M2高速钢 / 基板预热 / 显微组织 / 耐磨性