涡轮叶片用K418B高温合金SLM工艺优化与性能研究

摘要

为优化增材制造K418B镍基高温合金的选择性激光熔融（selective laser melting,SLM）工艺并提升其力学性能，本研究系统探究了激光功率和扫描速度等关键工艺参数对增材制造K418B致密度、显微组织及力学性能的影响.通过对不同体积能量密度（E_v）下制备样品的微观缺陷进行表征与统计，确定最优工艺窗口.在此基础上，结合EBSD分析和原位拉伸实验，深入揭示了工艺参数-微观组织-力学性能的内在关联.结果表明，当体积能量密度E_v<60 J/mm3时，材料致密度可稳定保持在99.6%以上，气孔与裂纹等缺陷得到有效抑制.在E_v为40～50 J/mm3的优化工艺窗口内，材料获得了优异的综合力学性能，其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到了780 MPa、875 MPa和2.5%.研究证实，通过优化SLM工艺参数来抑制微观缺陷是提升K418B合金性能的关键.

关键词

涡轮叶片 / 增材制造 / K418B / 镍基高温合金 / 工艺参数优化 / 微观缺陷

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52175134,52475155）; 湖南省优秀青年基金资助项目（2023JJ20010）; 湖南省科技创新计划资助项目（2024RC3097）; 中国航空产学研合作项目（HFZL2022CXY007）; 广东省自然科学基金资助项目（2024A1515010684）