sl03高强度钢占比：钢的SLM综述 工艺 微观结构
sl03高强度钢占比：钢的SLM综述 工艺 微观结构采用适当的后处理固溶处理，然后进行后续时效处理，有助于将残余奥氏体转变为马氏体。与常规加工17-4 PH钢相比，可以获得更高的屈服强度，但延展性较差。不幸的是，LPBF处理的17-4钢的疲劳寿命在所有条件下进行任何工艺后热处理的优势微乎其微。在高应变幅度下，当疲劳寿命较短时，缺陷的影响比在较长的疲劳寿命和低应变幅度下弱。由于内部缺陷较高，热处理17-4钢样品在低周状态下的疲劳强度高于生产时的样品（图37）。生产的LPBF H13钢的疲劳寿命明显低于传统生产的钢。Conde等人报告称，硬度值（约60%）和抗弯强度（约73%）大幅提高，与UTS相似，而与竣工LPBF样品相比，时效硬化马氏体钢样品的延展性显著降低。这种显著的硬度和抗拉强度增强可归因于沉淀硬化和马氏体基体中Ni3Ti等金属间化合物的细小沉淀的形成而增强。为了克服延展性的损失，可以采用固溶处理结合时效或热等静压的方法，这将产生更好的
图34 316L不锈钢的EBSD晶粒图：（a）在（b）573 K、（c）873 K、、（d）1273 K，（e）1373 K和（f）1673 K退火的竣工LPBF样品和样品。
图35a–d清楚地显示了双相不锈钢的竣工LPBF和热处理（再结晶微观和纳米结构）之间的比较。LPBF处理的双相不锈钢在竣工条件下几乎完全显示出铁素体。相反，传统处理的钢显示出小的奥氏体晶粒和沿晶界的氮化铬沉淀（图35b和图35c）。采用适当的后处理可部分恢复所需的双相奥氏体/马氏体微观结构（见图35e&f）。
图35 LPBF生产的双相不锈钢在（a）竣工（d）热处理条件下的TEM图像，（b和c）电子背散射衍射（EBSD）反极图，竣工条件下的相位映射，而（e和f）热处理状态下的透射电镜图像。
Salman等人研究了在拉伸载荷条件下，各种后处理热处理对LPBF构建的316L不锈钢机械性能的影响。他们发现，由于显微结构粗化，316L样品的拉伸强度随着退火温度的升高而降低（见图36a）。竣工LPBF样品表现出了良好的强度和延展性组合，塑性变形超过50%。这可归因于复杂的细胞微观结构和亚晶粒以及晶粒、细胞、细胞壁和亚晶粒之间的取向错误；这将防止形成更高的局部应力，阻止位错运动，并推迟过早断裂，直到达到极限拉伸应力。屈服强度和极限抗拉强度随退火温度的升高而降低，如图36b所示。这是由于在各种后处理热处理下发生的微观结构变化。由于退火导致晶粒和细胞生长，同时减少了位错网络，因此未观察到晶粒的择优取向。
图36（a）LPBF处理的316L不锈钢在不同热处理条件下的拉伸应力-应变曲线，以及（b）热处理对不同样品的屈服和极限抗拉强度的影响。
Conde等人报告称，硬度值（约60%）和抗弯强度（约73%）大幅提高，与UTS相似，而与竣工LPBF样品相比，时效硬化马氏体钢样品的延展性显著降低。这种显著的硬度和抗拉强度增强可归因于沉淀硬化和马氏体基体中Ni3Ti等金属间化合物的细小沉淀的形成而增强。为了克服延展性的损失，可以采用固溶处理结合时效或热等静压的方法，这将产生更好的整体机械强度，以及标准范围内的延伸率（延展性）的显著提高。
采用适当的后处理固溶处理，然后进行后续时效处理，有助于将残余奥氏体转变为马氏体。与常规加工17-4 PH钢相比，可以获得更高的屈服强度，但延展性较差。不幸的是，LPBF处理的17-4钢的疲劳寿命在所有条件下进行任何工艺后热处理的优势微乎其微。在高应变幅度下，当疲劳寿命较短时，缺陷的影响比在较长的疲劳寿命和低应变幅度下弱。由于内部缺陷较高，热处理17-4钢样品在低周状态下的疲劳强度高于生产时的样品（图37）。生产的LPBF H13钢的疲劳寿命明显低于传统生产的钢。
图37不同建筑条件下LPBF 17-4 PH SS的应变-寿命疲劳实验数据和曲线。
通过应力消除（SR）热处理（470°C下5小时）消除残余应力不一定会改善疲劳性能。相反，通过加工LPBF处理的316L钢表面来去除临界裂纹引发剂，可以显著提高疲劳性能。与传统制造的316L钢相比，经过SR热处理和不经过SR处理的机加工样品具有优异的疲劳性能。建议结合机械加工进行SR处理，以在高应力下循环加载时获得所需的疲劳性能。总体而言，后处理对LPBF处理钢的疲劳性能的影响非常小。
来源：A comprehensive review on laser powder bed fusion of steels: Processing microstructure defects and control methods mechanical properties current challenges and future trends Journal of Manufacturing Processes doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.12.033
参考文献：A comprehensive review on energy efficient CO2 breakthrough technologies for sustainable green iron and steel manufacturing Renew Sustain Energy Rev 50 (2015) pp. 594-614
