后处理工艺对粘结剂喷射3D打印316L不锈钢显微组织及力学性能的影响

文档摘要：粘结剂喷射3D打印(Binderjet3Dprinting,BJP)作为一种增材制造技术,由于能够以高效率和低成本获得复杂结构材料而具有独特的应用价值.然而,实现高致密、高强度金属材料是BJP的一个难题.通过热重分析、金相组织观察、显微硬度测试、致密度和体积收缩率计算、拉伸曲线测试等手段,探究了后处理工艺对粘结剂喷射3D打印316L不锈钢显微组织及力学性能的影响.结果表明,在脱脂阶段,当脱脂温度为600℃、保温时间为120min时,不同高度的样品脱脂率均保持在4.5％～5.0％之间.在烧结阶段,晶粒尺寸随着烧结温度的升高逐渐增大.在1350℃下烧结,其平均晶粒尺寸为47.27μm.当烧结温度升高到1400℃时,晶粒尺寸增大到51.26μm,且随着烧结保温时间从1h延长到3h,晶粒尺寸增大到69.78μm.相应地,316L不锈钢烧结后的致密度从92.20％提高到98.39％,但烧结时间的延长并未提高样品的致密度,这归因于烧结气氛氩气在316L不锈钢中不溶解,当它被困在孔隙中时,压力的增加限制了致密化过程.烧结温度越高,样品强度越高,当样品在1400℃下烧结1h时,其力学性能最好,此时抗拉强度为536.85MPa,延伸率为73.74％,继续延长保温时间会由于晶粒尺寸增大以及第二相的增加而使得力学性能降低.

Abstract：Binderjet3Dprinting(BJP),asanadditivemanufacturingtechnology,hasuniqueapplicationsduetotheabilitytoobtaincomplexstructuralmaterialswithhighefficiencyandlowcost.However,therealizationofhighlydense,high-strengthmetalmaterialsisachallengeforBJP.Inthiswork,theeffectsofpost-treatmentprocessonthemicrostructureandmechanicalpropertiesof316Lstainlesssteelwereinvestigatedbymeansofthermogravimetricanalysis,metallographicobservation,microhardnesstesting,density,volumeshrinkagecalculation,andtensilecurvetesting.Theresultsshowthatwhenthedegreasingtemperatureis600℃andtheholdingtimeis120min,thedegreasingrateofsampleswithdifferentheightsismaintainedbetween4.5％and5.0％.Inthesinteringstage,thegrainsizeincreasesgraduallywiththeincreaseofsinteringtemperature.Sinteredat1350℃,theaveragegrainsizeis47.27μm.Whenthesinteringtemperatureincreasedto1400C,thegrainsizeincreasedto51.26μm,andwiththesinteringholdingtimefrom1hto3h,thegrainsizeincreasedto69.78μm.Correspondingly,thedensityof316Lstainlesssteelaftersinteringincreasedfrom92.20％to98.39％,buttheextensionofsinteringtimedidnotimprovethedensityofthesample,whichisattributedtothesinteringatmosphereofargonin316Lstainlesssteeldoesnotdissolve.Whenitistrappedinthepores,theincreaseinpressurelimitsthedensificationprocess.Thehigherthesinteringtemperature,thehigherthestrengthofthesample.Whenthesampleissinteredat1400Cfor1h,themechanicalpropertiesarethebest,andthetensilestrengthis536.85MPaandtheelongationis73.74％.Themechanicalpropertieswillbereducedduetotheincreaseofgrainsizeandtheincreaseofthesecondphaseiftheholdingtimeiscontinued.

作者：剡秀秀  王勇  严生辉  罗凯  刘于青  何玉玉  张芸芸  李天才  曹继伟Author：YANXiuxiu  WANGYong  YANShenghui  LUOKai  LIUYuqing  HEYuyu  ZHANGYunyun  LITiancai  CAOJiwei
作者单位：共享智能装备有限公司,银川750021
刊名：材料导报 ISTICEIPKU
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(z1)
分类号：TG142.1
关键词：316L不锈钢  粘结剂喷射3D打印  脱脂烧结  力学性能  
Keywords：316Lstainlesssteel  binderjetting3Dprinting  debindingandsintering  mechanicalproperty  
机标分类号：TG146.21TP311TQ174
在线出版日期：2024年7月4日
基金项目：后处理工艺对粘结剂喷射3D打印316L不锈钢显微组织及力学性能的影响[
期刊论文]  材料导报--2024, 38(z1)剡秀秀  王勇  严生辉  罗凯  刘于青  何玉玉  张芸芸  李天才  曹继伟粘结剂喷射3D打印(Binderjet3Dprinting,BJP)作为一种增材制造技术,由于能够以高效率和低成本获得复杂结构材料而具有独特的应用价值.然而,实现高致密、高强度金属材料是BJP的一个难题.通过热重分析、金相组织观察、显微...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文

关键词：316L不锈钢,粘结剂喷射3D打印,脱脂烧结,力学性能,

2024-10-4 00:15 上传 后处理工艺对粘结剂喷射3D打印316L不锈钢显微组织及力学性能的影响.pdf

文件大小:

15.8 MB

下载次数:

60

高速下载