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激光粉末床熔融增材制造热作模具钢的断裂韧性

DOI：10.1002/srin.201900449 期刊：steel research international 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 研究了采用激光粉末床熔融（L-PBF）技术增材制造的AISI H13工具钢的断裂韧性。通过两种不同热处理工艺（淬火+回火QT和仅回火T）处理的小缺口弯曲试样，考察了构建方向对断裂韧性的影响。缺口分别沿构建方向平行（P//）、垂直（P┴）和纵向（L）线切割加工。两种热处理虽程度不同，均消除了原始态微观结构，并在马氏体基体中形成二次碳化物析出。直接回火件的微观结构比淬火+回火件更细密。断裂韧性从P┴取向至P//取向逐渐提高。尽管硬度更高，T试样在P//取向表现出更高的表观断裂韧性。P//取向试样中二次裂纹的形成提升了韧性，该效应在T试样中更为显著——其原始熔池边界处更强的碳化物析出促进了二次裂纹产生。此外，P//取向试样中激光扫描轨迹既作为裂纹扩展屏障，又起到应力耗散作用。
作者： M. Pellizzari，S. Furlani，F. Deirmina，R. Siriki，B. Almangour，D. Grzesiak
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究加工条件（即激光能量密度、构建方向）与热处理对激光粉末床熔融增材制造的AISI H13工具钢断裂韧性的相关性。

研究成果

研究表明，激光粉末床熔融（L-PBF）制造的AISI H13工具钢的断裂韧性受构建方向和热处理工艺影响。缺口平行于构建方向的试样表现出最高的断裂韧性。仅回火（T）处理的试样相比淬火+回火（QT）处理的试样具有更高的断裂韧性，这归因于更显著的碳化物析出和更细化的微观组织。

研究不足

该研究的局限性在于实验条件，例如所使用的激光能量密度范围和特定的热处理参数。研究结果可能无法推广到其他材料或加工条件。

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