脉冲激光能量对激光PTA增材制造不锈钢微观结构的影响

                             

本研究提出了一种脉冲激光辅助等离子体转移弧（Laser-PTA）增材制造工艺。在该工艺下，不锈钢的拉伸强度和伸长率分别提高了11.3%和21.59%。利用电子背散射衍射（EBSD）技术研究沉积层的微观结构和织构特征。进一步揭示了脉冲激光能量调节微观结构的机理。

实验结果表明，脉冲激光能量可以阻挡多层沉积结构中粗柱状晶体的连续生长。与PTA工艺相比，激光PTA工艺得到的多层沉积结构的晶粒尺寸更小，择优取向的趋势减弱。此外，增加激光脉冲功率可以使这种效果更加显着。织构分析结果表明，激光PTA样品力学性能的改善是沉积层晶粒细化、优选取向抑制、高角度晶界体积分数增加的结果。熔池中的表面振荡和热对流破坏了柱状枝晶的生长和原有的温度梯度，同时影响了晶粒的生长形态和取向，这是改进激光PTA增材制造工艺的主要机理。

本文以题 “Effect of pulsed laser energy on grain morphology and texture characteristics of stainless steel fabricated by laser-PTA additive manufacturing” 发表在《Optics and Laser Technology》杂志上。

拉伸试样的断裂形态（a）500×的PTA试样，（b）1000×的（a）形态细节，（c）500×激光PTA试样和（d）1000×（c）形态细节

（a）PTA样品和（b）激光PTA样品的横截面处的孔隙缺陷和枝晶生长的微观形态的比较

                             

（a）PTA工艺样品和（b）激光PTA工艺平面截面样品（WD-ND）的IPF着色图、粒度分布图、IPF图和极点图的EBSD分析                              

来源：增材制造硕博联盟