·1344. 工程科学学报，第40卷，第11期 表1自行研制合金粉末组成成分（质量分数） Table 1 Composition of self-made alloy powder % Cr Si Ni Mn Mo B P Fe 0.12 1.5 1.01.2 2.0 c0.5 0.5-1.0 0.5 0.035 0.035 余量 备维修技术国防重点实验室的激光快速成形系统 上完成的，该系统主要由PG YLS-4000光纤激光 器、Faunc机器人、送粉器、PRECITEC YC52熔覆 头组成.激光工作面光斑直径为3mm,光斑能量 均匀分布.实验选取250mm×250mm×20mm的 45钢基板，经砂纸打磨并用酒精清洗表面污渍后 吹干.激光熔化沉积成形12CNi2合金钢单道试 验采用的工艺参数为：激光功率2500W,扫描速度 50m 5mm·s-1,送粉速率1l.6gmin-1,在单道工艺的 基础上，选用搭接率50%，Z轴提升量1mm,成形 图112CxN2粉末微观形貌 尺寸为110mm×70mm×10mm的立体块件.采用 Fig.1 Micromorphology of 12CrNiz powder 电磁感应加热器对基体进行预热300℃，试样采用 1.2激光熔化沉积成形合金钢 石棉进行包覆，缓冷至室温.试验现场及样件如图 激光熔化沉积成形12CrN2合金钢实验是在装 2所示. b 00 图2试验过程(a)及成型件(b) Fig.2 Test process (a)and molding parts (b) 1.3性能测试与组织观察 2实验结果与分析 对样品进行线切割获取不同的截面，采用 Quanta200型场发射扫描电镜观察熔池不同部位 2.1组织分析 的微观组织，并用维氏硬度计测量距离熔池顶部 2.1.1单道沉积组织 不同距离的硬度大小，将立体块件分别沿扫描方 图4为未预热与预热情况下激光熔化沉积 向和搭接方向制成拉伸试样，采用万能材料试验 12CNi2单道试样不同部位的显微组织，(a),(b)为 机对拉伸试样进行力学性能测试，加载速度为 热影响区，(c)~(h)分别为熔池底部、中部、顶部. 0.5 mm.min1,取样位置及拉伸试样尺寸如图3 从图中可知未预热下热影响区为针状马氏体组织， 所示。 预热下为索氏体组织，这是同种基体在不同冷却速工程科学学报,第 40 卷,第 11 期 表 1 自行研制合金粉末组成成分(质量分数) Table 1 Composition of self鄄made alloy powder % C Cr Si Ni Mn Mo B S P Fe 0郾 12 1郾 5 1郾 0 ~ 1郾 2 2郾 0 < 0郾 5 0郾 5 ~ 1郾 0 0郾 5 0郾 035 0郾 035 余量 图 1 12CrNi2 粉末微观形貌 Fig. 1 Micromorphology of 12CrNi2 powder 1郾 2 激光熔化沉积成形合金钢 激光熔化沉积成形 12CrNi2 合金钢实验是在装 备维修技术国防重点实验室的激光快速成形系统 上完成的,该系统主要由 IPG YLS鄄鄄4000 光纤激光 器、Faunc 机器人、送粉器、PRECITEC YC52 熔覆 头组成. 激光工作面光斑直径为 3 mm,光斑能量 均匀分布. 实验选取 250 mm 伊 250 mm 伊 20 mm 的 45 钢基板,经砂纸打磨并用酒精清洗表面污渍后 吹干. 激光熔化沉积成形 12CrNi2 合金钢单道试 验采用的工艺参数为:激光功率 2500 W,扫描速度 5 mm·s - 1 ,送粉速率 11郾 6 g·min - 1 ,在单道工艺的 基础上,选用搭接率 50% ,Z 轴提升量 1 mm,成形 尺寸为110 mm 伊 70 mm 伊 10 mm 的立体块件. 采用 电磁感应加热器对基体进行预热 300 益 ,试样采用 石棉进行包覆,缓冷至室温. 试验现场及样件如图 2 所示. 图 2 试验过程(a)及成型件(b) Fig. 2 Test process (a) and molding parts (b) 1郾 3 性能测试与组织观察 对样品 进 行 线 切 割 获 取 不 同 的 截 面, 采 用 Quanta200 型场发射扫描电镜观察熔池不同部位 的微观组织,并用维氏硬度计测量距离熔池顶部 不同距离的硬度大小,将立体块件分别沿扫描方 向和搭接方向制成拉伸试样,采用万能材料试验 机对拉伸试样进 行 力 学 性 能 测 试,加 载 速 度 为 0郾 5 mm·min - 1 ,取样位置及拉伸试样尺寸如图 3 所示. 2 实验结果与分析 2郾 1 组织分析 2郾 1郾 1 单道沉积组织 图 4 为未预热与预热情况下激光熔化沉积 12CrNi2 单道试样不同部位的显微组织,(a),(b)为 热影响区,(c) ~ (h)分别为熔池底部、中部、顶部. 从图中可知未预热下热影响区为针状马氏体组织, 预热下为索氏体组织,这是同种基体在不同冷却速 ·1344·