激光能量密度和固溶处理对激光选区熔化NiTi合金显微组织和性能的影响

来源：机械工程材料杂志2025年第3期北京时间：

作者：汪良, 张亮, 吴文恒

摘要：以NiTi合金粉末为原料,在不同激光功率和扫描速度下采用激光选区熔化工艺制备NiTi合金,研究了激光能量密度（26.67~111.11 J·mm−3）和950 ℃×2 h固溶处理对NiTi合金显微组织、相对密度、力学性能的影响。结果表明：随着激光能量密度的增加,沉积态NiTi合金的相对密度先增大后减小再略微增大,当激光能量密度为50.00 J·mm−3时,相对密度最大,为99.89%；随着激光能量密度的增加,合金中镍含量降低,相变温度升高,B2奥氏体相减少,B19′马氏体相增多,合金微观结构变化不大,垂直于成形方向为等轴晶,平行于成形方向为柱状晶,晶粒由不规则形状变为规则形状；经过固溶处理后,晶粒形貌未发生明显变化,但组织更加均匀。随着激光能量密度的增加,沉积态和固溶态合金的抗拉强度和断后伸长率基本呈先增后减再增的趋势,硬度降低。当激光能量密度为50.00 J·mm−3时,沉积态合金的拉伸性能最好,抗拉强度为769 MPa,断后伸长率为6.73%,固溶处理后抗拉强度为762 MPa,断后伸长率达到了7.27%。NiTi合金的最优SLM工艺参数为激光功率100 W、扫描速度800 mm·s−1、扫描间距100 μm、铺粉厚度30 μm。

关键词：激光选区熔化, NiTi合金, 拉伸性能, 固溶处理