研究目的
研究激光抛光对增材制造Inconel 718高温合金表面光洁度、微观结构和力学性能的影响。
研究成果
激光抛光能有效改善选区激光熔化(SLM)IN718高温合金的表面光洁度,将表面粗糙度从7.5微米降至0.1微米以下。该方法还能在不损伤基体的情况下提高显微硬度和耐磨性。研究表明,激光抛光作为增材制造部件后处理技术的潜力。
研究不足
该研究聚焦于激光抛光对SLM制备的IN718高温合金的影响。研究结论对其他材料或制造工艺的适用性可能需要进一步探究。
1:实验设计与方法选择
本研究采用纳秒脉冲光纤激光器对SLM成形的IN718镍基高温合金表面进行抛光处理,通过优化工艺参数实现预期表面质量。
2:样品选择与数据来源
选用SLM制造的镍基高温合金Inconel 718(IN718)平板试样,初始表面粗糙度Ra=7.5±0.5μm。
3:实验设备与材料清单
纳秒脉冲光纤激光器(波长λem.=1060nm;平均输出功率P=100W;重复频率fp=1-1000kHz;脉宽tP=12-500ns;光斑直径50μm)、IN718试样、共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏硬度计、球盘式摩擦磨损试验机。
4:实验流程与操作规范
试样激光抛光前进行超声清洗,抛光过程在充入惰性气体(Ar)的密闭腔室中进行以防止氧化,抛光后再次清洗以备测试表征。
5:数据分析方法
采用光学显微镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜及表面粗糙度仪分析表面形貌与粗糙度,维氏硬度计测量显微硬度,球盘式摩擦磨损试验机评估摩擦学性能。
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SEM
Hitachi SU8010
Hitachi
Used for analyzing the surface morphology of the samples.
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Nanosecond pulsed fiber laser
Used for laser polishing the surface of SLM IN718 superalloy.
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Confocal Microscope
Keyence VK-X 100 series
Keyence
Used for analyzing the surface topography of the samples.
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Energy Dispersive Spectrometer
Used for analyzing the elemental composition of the samples.
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X-ray Diffraction
D/MAX2200pc
Used for analyzing the phase composition of the samples.
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FUTURE-TECH FM-800
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Used for measuring the micro-hardness of the samples.
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Ball-on-disk tribometer
UMT-2
CETR
Used for assessing the friction and wear behavior of the samples.
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