扫描策略对激光选区熔化GH5188合金组织及力学性能的影响

摘要

系统研究长直线与短直线扫描策略对激光选区熔化（laser powder bed fusion,LPBF）成形GH5188高温合金微观组织及力学性能的影响。金相与扫描电镜结果表明：两种扫描策略均形成由柱状晶与等轴晶共同组成的混合组织。短直线策略的熔池熔深较小，因重熔不足而中心区保留更多的小晶粒，使平均晶粒尺寸得到进一步细化（17.17μm）。相比之下，长直线策略的热流方向更稳定，柱状晶外延生长更充分，沿构建方向形成更强的〈001〉织构，平均晶粒尺寸略大（20.86μm）。力学性能测试表明：两种策略成形试样的室温拉伸强度与塑性差异较小；980℃，高温拉伸强度相当，但长直线策略试样的伸长率较短直线策略提升28.6%;927℃/90 MPa持久测试，长直线策略试样的断裂时间（50.2 h±1.8 h）及塑性（10.1%±0.5%）显著优于短直线策略（45.3 h±2.1 h,7.6%±0.4%）。断面微观组织分析显示，短直线策略试样的裂纹分布更加密集，且晶界处伴随明显的碳化物析出与粗化，反映出更高的晶界损伤敏感性。断口形貌进一步验证了裂纹主要沿晶界扩展的特征。相比之下，长直线策略试样的晶粒较大、晶界数量较少，因此晶界相关的损伤与裂纹扩展明显减缓。

关键词

激光选区熔化 / 钴基合金 / 扫描策略 / 力学性能 / 持久性能