热处理对激光熔化沉积18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响

目的 提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能,研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响.方法 采用固溶处理(840℃/1 h)和固溶处理(840℃/1 h)+时效处理(490℃/6 h)2种热处理方法 ,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对激光熔化沉积(LMD)制备18Ni300合金的微观组织、力学性能进行研究,根据不同处理方法 下的拉伸断口形貌、性能表征及元素偏析行为,分析热处理对力学性能的影响.结果 经固溶处理后,熔池边界消失,在高温保温过程中杂质相与合金元素充分溶解在奥氏体中,冷却后形成了均匀的马氏体组织,与沉积态相比,抗拉强度由662.1 MPa变为611.5 MPa,降低了约7.64％,伸长率由12.328％变为13.832％,提升了约12.20％;经固溶+时效处理后枝晶形貌基本消失,各元素分布均匀,并在基体中弥散分布着Ni3Mo、Ni3Ti型第二相沉淀,抗拉强度达到1404.6 MPa,提升了约112.14％,伸长率为7.80％,降低了约36.72％,在断口中观察到亚微米级第二相沉淀呈球状或颗粒状,并大量分布于枝晶间.结论 沉积态18Ni300合金主要由马氏体和少量奥氏体组成,致密度良好,拉伸性能表现为强度较低但塑性良好;经固溶处理后,物相均由马氏体组成,元素分布均匀,抗拉强度略微下降,塑性提升;固溶+时效处理对合金起到了弥散强化的作用,抗拉强度大幅提升,塑性显著减弱.在热处理前后试样的断裂机制均属于韧性断裂,第二相弥散强化为热处理后合金力学性能提升的主要原因.