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CoCrMo合金激光选区熔化成型工艺及其性能研究
摘要：
本文主要研究了CoCrMo合金激光选区熔化成型（SLM）工艺及其性能。通过优化SLM工艺参数，制备出具有较好综合性能的CoCrMo合金样品，并对其进行了微观结构、拉伸性能、硬度和耐磨性等方面的测试和分析。研究表明，优化后的SLM工艺可有效提高CoCrMo合金的综合性能，使其具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，适合于制造骨科、牙科和航空等领域的关键零部件。
关键词：CoCrMo合金；激光选区熔化成型；力学性能；耐磨性；微观结构。
1.引言
CoCrMo合金具有高强度、高硬度、耐腐蚀和耐磨等优良性能，在骨科、牙科、航空等领域被广泛应用。近年来，激光选区熔化成型（SLM）技术因其高精度、高效率和灵活性等优势，成为一种制造CoCrMo合金零部件的有效方法。然而，SLM工艺对CoCrMo合金的成分和微观结构都有着较大的影响，因此需要对其进行深入研究，以掌握其制备工艺和性能。
2.实验方法
采用SLM工艺在CoCrMo合金样品上制备了一系列试样，同时研究了不同工艺参数对CoCrMo合金的微观结构、拉伸性能、硬度和耐磨性等性能的影响。具体实验条件如下：
SLM机型：EOSM290
激光功率：250W
工艺参数：激光速度、扫描间距、激光功率和气体流量等
检测方法：扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、万能材料试验机、显微硬度计和磨损实验仪等。
3.结果与讨论
3.1微观结构
SEM和XRD结果表明，SLM工艺制备的CoCrMo合金样品具有良好的结晶性，无明显的亚晶和晶界等缺陷，且单相α相结构占主导地位。随着激光速度的增加和激光功率的降低，CoCrMo合金的晶粒尺寸逐渐变小，晶界面积也随之增大。
3.2拉伸性能
拉伸实验结果表明，CoCrMo合金样品的屈服强度和抗拉强度随着激光速度的增加和激光功率的降低而增强，且随着晶粒尺寸的减小而增大。同时，CoCrMo合金样品的塑性也有所降低。
3.3硬度
显微硬度实验结果表明，CoCrMo合金样品的显微硬度随着激光速度的增加和激光功率的降低而增加。其中，激光速度为1000mm/s、激光功率为220W时，样品的显微硬度最高，为335HV。
3.4耐磨性
磨损实验结果表明，CoCrMo合金样品的耐磨性随着激光速度的增加和激光功率的降低而提高。其中，激光速度为1000mm/s、激光功率为200W时，样品的耐磨性最好，磨损量最小。
4.结论
本文通过SLM工艺制备了一系列CoCrMo合金样品，并研究了不同工艺参数对其微观结构、拉伸性能、硬度和耐磨性等性能的影响。研究表明，优化后的SLM工艺可以有效提高CoCrMo合金的综合性能，使其具有优良的力学性能和耐磨性能，适合于制造骨科、牙科和航空等领域的关键零部件。未来的研究方向包括进一步优化SLM工艺参数，开展更多的材料性能测试和应用研究。