通过国产激光选区熔化成形设备制备了316L不锈钢航空发动机小型超薄叶片以及不同方向压缩试样, 成形主要参数为激光功率380 W, 扫描速度1 200 mm/s, 铺粉厚度40 μm, 扫描间距100 μm。采用三维激光扫描仪、万能拉伸试验机、金相显微镜以及扫描电镜对成形316L不锈钢力学性能、微观组织以及叶片尺寸精度进行了检测。结果显示, 成形叶片表面粗糙度为Ra1.6, 零件总体尺寸偏差值均小于0.25 mm; 叶片基体由鱼鳞状微熔池组成, 内部仍有少量空洞及微裂纹缺陷; 采用棋盘式扫描策略导致垂直与Z轴方向的变换角度对试样力学性能无影响。平行于Z轴试样强度约为垂直与Z轴方向的95%左右, 各向异性主要原因为贯穿微熔池的柱状晶结构。

为了研究300M低合金超高强度钢激光焊接接头的组织和力学性能,采用光纤激光器对300M钢进行自熔焊对接试验,结合拉伸测试等分析方法研究了焊接接头的焊缝形貌、组织变化特征和力学性能,讨论了焊缝金属快速凝固过程中的相变。结果表明:300M低合金超高强度钢激光焊接接头的焊缝横截面呈典型的“Y”形;焊缝金属主要由柱状树枝晶组成;焊缝组织主要由马氏体以及残余奥氏体组成。靠近焊缝的热影响区分为硬化区和软化区,硬化区的硬度约为734 HV,软化区的硬度约为456 HV,接头的断裂位置为软化区,接头的抗拉强度为1269 MPa,约为母材强度的65%。

采用光纤激光器对300M超高强度钢进行激光表面重熔处理,分析了不同激光功率和扫描速率下重熔表面的显微组织、硬度以及电化学腐蚀行为。结果表明:表面重熔区域的显微组织主要由马氏体以及残余奥氏体组成;扫描速率越大,显微硬度越高,显微硬度的均值约为704 HV;激光重熔后,材料表面的自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度下降;在激光功率为300 W和扫描速率为33 mm/s条件下得到的重熔层的耐蚀性最好。