.1348 工程科学学报，第40卷，第11期 600 600 ·一未预热 。一未预热 。一预热 ·一预热 500 500 400 400 顶部 中部 底部 顶部 中部 底部 300 300 200- 200 10 距熔池顶部距离/mm 距熔池顶部距离/mm 图8立体块件熔池不同截面硬度分布.(a)YOZ面：(b)XOZ面 Fig.8 Hardness distribution of different sections of a solid block molten pool:(a)Y0Z cross section:(b)XOZ cross section 穿了整个熔覆层，这主要是由于未预热下造成第一 试数据如表2所示，从表中可以看出两个方向均有 层与基体的温度梯度过大，严重影响了热量的散失 很好的强度，尤其是沿扫描方向抗拉强度达到 及组织的生长，也容易形成温度场不均匀的熔池，这 1189MPa,屈服强度为951MPa,远远超过了铸造技 些因素都导致了热应力的不断积累，最后在成形过 术水平标准，且已经达到了锻造技术水平标准.但 程中形成热裂纹.由此可知，大尺寸裂纹的存在表 两个方向延伸率都比较低，仅不到3%，与标准还有 明未预热下成形试样强度很低，拉伸性能差 很大差距.总体来看，激光熔化沉积12CNi2合金 钢强度高、塑形差，扫描方向的拉伸性能略微比搭接 方向好，没有发现明显的各向异性 图10为激光熔化沉积12CNi2合金钢拉伸方 向与搭接方向的断口照片，两者均为没有明显塑性 变形的脆性断裂，在断口处发现了大量平坦的解理 面，微观形貌主要以河流花样为主，在河流花样中存 在大量相互平行的解理台阶，断裂机制均为典型的 解理断裂.发生这种断裂的原因可能是预热下激光 图9未预热合金钢件不同截面宏观形貌.(a)YOZ面：(b) 熔化沉积12CN2合金钢过程中热积累不断增加， XOZ面 热量散失慢使得已经成形的熔覆层一直保持较高的 Fig.9 Morphologies of different sections of non-preheated alloy steel 温度，而长时间的高温环境下导致合金钢热脆性明 parts:(a)YOZ cross section:(b)XOZ cross section 显，冷却后塑形明显下降.同时粉末中含有一定量 预热下激光熔化沉积12CN2合金钢试样沿扫 的S、P杂质元素，很容易出现成分偏析，造成合金 描方向及搭接方向（垂直扫描方向）的拉伸性能测 钢脆性明显增加 表2预热合金钢件不同方向拉伸性能数据 Table 2 Data of the tensile properties of preheated alloy steel parts in different directions 扫描方向 搭接方向 样品 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/% 样品 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/% 1199 935 2.5 1102 920 2.5 2 1175 915 3.0 1118 935 2.5 3 1195 1004 3.0 6 1115 950 3.0 平均值 1189 951 2.8 平均值 1112 935 2.7 铸造标准 785 590 12 锻造标准 1032 855 11.5工程科学学报,第 40 卷,第 11 期 图 8 立体块件熔池不同截面硬度分布. (a) YOZ 面; (b) XOZ 面 Fig. 8 Hardness distribution of different sections of a solid block molten pool: (a) YOZ cross section; (b) XOZ cross section 穿了整个熔覆层,这主要是由于未预热下造成第一 层与基体的温度梯度过大,严重影响了热量的散失 及组织的生长,也容易形成温度场不均匀的熔池,这 些因素都导致了热应力的不断积累,最后在成形过 程中形成热裂纹. 由此可知,大尺寸裂纹的存在表 明未预热下成形试样强度很低,拉伸性能差. 图 9 未预热合金钢件不同截面宏观形貌. ( a) YOZ 面; ( b) XOZ 面 Fig. 9 Morphologies of different sections of non鄄preheated alloy steel parts: (a) YOZ cross section; (b) XOZ cross section 预热下激光熔化沉积 12CrNi2 合金钢试样沿扫 描方向及搭接方向(垂直扫描方向)的拉伸性能测 试数据如表 2 所示,从表中可以看出两个方向均有 很好的强度, 尤其是沿扫描方向抗拉强度达到 1189 MPa,屈服强度为 951 MPa,远远超过了铸造技 术水平标准,且已经达到了锻造技术水平标准. 但 两个方向延伸率都比较低,仅不到 3% ,与标准还有 很大差距. 总体来看,激光熔化沉积 12CrNi2 合金 钢强度高、塑形差,扫描方向的拉伸性能略微比搭接 方向好,没有发现明显的各向异性. 图 10 为激光熔化沉积 12CrNi2 合金钢拉伸方 向与搭接方向的断口照片,两者均为没有明显塑性 变形的脆性断裂,在断口处发现了大量平坦的解理 面,微观形貌主要以河流花样为主,在河流花样中存 在大量相互平行的解理台阶,断裂机制均为典型的 解理断裂. 发生这种断裂的原因可能是预热下激光 熔化沉积 12CrNi2 合金钢过程中热积累不断增加, 热量散失慢使得已经成形的熔覆层一直保持较高的 温度,而长时间的高温环境下导致合金钢热脆性明 显,冷却后塑形明显下降. 同时粉末中含有一定量 的 S、P 杂质元素,很容易出现成分偏析,造成合金 钢脆性明显增加. 表 2 预热合金钢件不同方向拉伸性能数据 Table 2 Data of the tensile properties of preheated alloy steel parts in different directions 扫描方向 样品 抗拉强度/ MPa 屈服强度/ MPa 延伸率/ % 1 1199 935 2郾 5 2 1175 915 3郾 0 3 1195 1004 3郾 0 平均值 1189 951 2郾 8 搭接方向 样品 抗拉强度/ MPa 屈服强度/ MPa 延伸率/ % 4 1102 920 2郾 5 5 1118 935 2郾 5 6 1115 950 3郾 0 平均值 1112 935 2郾 7 铸造标准 785 590 12 锻造标准 1032 855 11郾 5 ·1348·