增材制造中使用的许多金属合金被设计为与热处理兼容,从而能够在打印后进行性能优化。热处理可增强强度、韧性、疲劳寿命和微观结构均匀性——这对于航空航天、医疗、模具和能源应用至关重要。具体的热处理工艺取决于材料类别和预期的零件功能。
钛合金因其高强度重量比和耐腐蚀性而广泛应用于航空航天和医疗领域。
Ti-6Al-4V ELI (Grade 23): 植入物的理想选择;通过退火和热等静压处理可获得良好的韧性和延展性。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo: 得益于高温退火,适用于高应力、高温环境。
用于高温结构应用,这些合金通过固溶处理和时效处理获得机械强度。
Inconel 718: 通过固溶处理和双重时效进行热处理,以实现>1200 MPa的屈服强度。
Hastelloy X: 通过固溶退火处理以获得抗氧化性和热稳定性。
Haynes 230: 通过固溶退火和热等静压处理以消除孔隙并增强抗蠕变性。
工具钢通过淬火和回火处理,以提高模具应用中的耐磨性、冲击强度和尺寸稳定性。
工具钢 H13: 兼容淬火和回火循环,硬度可达56 HRC。
工具钢 D2: 需要淬火后进行多次回火步骤。
工具钢 1.2709: 沉淀硬化;在490°C时效处理以实现约52 HRC的硬度。
不锈钢通过退火和时效处理优化耐腐蚀性和机械强度。
SUS316L: 通过退火软化以获得更好的延展性和疲劳寿命。
SUS630/17-4 PH: 通过H900或H1150循环时效处理以获得高强度和耐腐蚀性。
虽然与锻造牌号相比有限,但一些可打印铝合金支持热处理。
AlSi10Mg: 热处理(类似T6循环)可提高延展性并减少内应力。
AlSi7Mg: 通过时效处理提高韧性。
Aluminum 7075: 根据微观结构和打印条件可选择性进行热处理。
材料类别 | 兼容合金 | 典型处理方式 |
|---|---|---|
钛合金 | Ti-6Al-4V, Grade 23, TA15 | 退火, 热等静压, 应力消除 |
高温合金 | Inconel 718, Hastelloy X, Haynes 230 | 固溶时效处理, 固溶退火, 热等静压 |
工具钢 | H13, D2, 1.2709 | 淬火+回火, 时效 |
不锈钢 | 316L, 17-4 PH | 退火, 沉淀时效 |
铝合金 | AlSi10Mg, AlSi7Mg, 7075 | 时效, 类似T6处理 |
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