Выявление взаимосвязей между пористостью, микроструктурой и механическими свойствами нержавеющей стали 316L, изготовленной методом лазерного плавления порошкового полотна, с помощью термообработки

Понимание взаимосвязей между режимами обработки, микроструктурой и механическими свойствами при лазерном плавлении порошкового полотна (laser powder bed fusion) пока неполно. В этом исследовании с использованием изотермических термообработок в качестве инструмента исследования выявляются соотношения «микроструктура—свойства» для нержавеющей стали 316L. Образцы в состоянии после печати подвергали термообработке для селективного удаления микроструктурных особенностей, таких как границы плавильных лаков (melt pool boundaries), микросегрегации и исходная зеренная структура, с целью оценки их влияния на предел текучести и поведение при разрушении. Установлено, что анизотропное поведение по пределу текучести определяется исключительно микроструктурными особенностями и не зависит от пористости. Вместе с тем пластичность и разрушение были определяющимися пористостью, вызванной недостатком сплавления (lack-of-fusion porosity). Выравнивание пор между дорожками вдоль границ слоев приводит к анизотропии пластичности. В материале в состоянии «as-built» идентифицированы три механизма упрочнения: зеренные границы, химическая сегрегация и плотность дислокаций. Термообработки классифицированы по трём режимам: восстановление, гомогенизация и отжиг. Результаты показывают, что форма, размер, ориентация и распределение пор являются ключевыми параметрами при оценке структурной целостности деталей, изготовленных методом лазерного плавления порошкового полотна.