基板预热温度对激光熔覆沉积技术制备的12CrNi2合金显微组织、性能及残余应力的影响

摘要： 本文研究的12CrNi2合金钢粉末主要用于制造核电站应急柴油机凸轮轴。激光熔覆沉积技术对核电站应急柴油机凸轮轴的制造具有重要意义，具有降低材料成本和缩短制造周期的优势。然而，由于沉积过程中构件受热极不均匀，会产生复杂的残余应力场，导致构件出现裂纹缺陷和残余变形。本文采用激光熔覆沉积技术在Q460E高强度结构钢基体上制备了不同预热温度下的12CrNi2块体试样，并建立了有限元残余应力分析模型，研究不同预热温度对试样组织、性能及残余应力的影响。实验与有限元模拟结果表明：随着预热温度升高，熔覆层中马氏体/贝氏体含量减少，铁素体含量增加。合适的预热温度（150℃）具有良好力学性能。各试样表面残余应力随预热温度升高而降低。纵向应力在后端熔覆部位较大，横向残余应力沿扫描方向两侧较大。