试验所用金属粉末为GH3536合金粉末，来源于东北特钢集团抚顺特殊钢股份有限公司生产的Hastelloy X合金棒材，经真空电极感应熔化气雾化技术制备而成，其化学成分如表1所示。

表1 GH3536合金粉末的化学成分（质量分数）

GH3536合金粉末形貌如图1所示，可见该合金粉末的粒径为45μm的达到了85.03％（面积分数），粉末整体球形度良好。

图1 GH3536合金粉末微观形貌

SLM成型设备为德国EOS公司的M280型激光打印机，成型工艺参数为：激光功率225W，扫描速率1100mm·s-1，扫描间距0.09mm，铺粉层厚度40μm，光斑直径0.1mm。

图2 SLM成型的GH3536合金棒试样形貌

SLM成型的GH3536合金试样如图2所示。

图3 SLM成型GH3536合金试样的XRD谱

对SLM成型的GH3356合金试样进行XRD分析得到γ-Ni的衍射峰，如图3所示，可见试样基体显微组织应为奥氏体。

图4 SLM成型GH3536合金试样的显微组织形貌

对SLM成型GH3536合金试样进行纵向和横向切割后，使用OM观察其纵向和横向的显微组织形貌，如图4所示，可知其试样表面含有100μm长的微裂纹，且裂纹主要分布在熔池内或跨熔池分布，而熔池搭接处未发现裂纹，说明裂纹源主要集中于熔池内部，并且熔池之间搭接较为良好。试样纵向和横向的显微组织形貌存在较大差异，横向为条状熔池，反映出激光同层交叉扫描的成型方式，该扫描方式可在一定程度上缓解热应力集中，降低内部残余应力，减少裂纹的产生；纵向显微组织为鱼鳞状熔池，呈现出SLM成型过程中金属粉末层层叠加的组织形貌。熔池内含有方向无序、排列紧密的微晶，表明SLM成型过程中试样内部热传导方向较为复杂，金属粉末快熔、快凝，形成微晶，使得熔池内的残余应力较大，这是导致试样产生微裂纹的主要原因。

图5 SLM成型GH3536合金试样的TEM形貌

图5为SLM成型GH3536合金试样的TEM形貌，可见熔池内球状微晶的晶界含有颗粒状析出物，该析出物主要为M23C6型脆性析出物，析出物主要位于三角晶界处，使得微晶晶界的结合力减弱，并且由于SLM成型试样的残余应力的作用，该处对于应力集中较为敏感，容易导致裂纹的萌生，从而使得微裂纹的开裂源位于熔池内部。 在实际应用中，裂纹缺陷对部件的使用性能会造成极为不利的影响，应当严格避免。 通过显微组织分析可知，SLM成型GH3536合金的工艺参数还需进一步探讨，或者可以借助其他工艺来进行改善，例如热等静压工艺(HIP)。

SLM成型GH3536合金试样的拉伸性能见表2，可见纵向试样的拉伸性能平均值为：屈服强度525MPa，抗拉强度745MPa，断后伸长率30％，断面收缩率31％；横向试样的拉伸性能平均值为：屈服强度540MPa，抗拉强度668MPa，断后伸长率10％，断面收缩率10％。

表2 SLM成型GH3536合金试样的拉伸试验结果

由表2可知，横向试样的综合力学性能弱于纵向的，试样性能存在各向异性。结合试样的显微组织形貌分析可知，纵向试样的鱼鳞状熔池堆叠层数较多，同层的条状熔池延伸距离短；而横向试样的鱼鳞状熔池堆叠层数少，同层的条状熔池延伸距离长。试样横向和纵向显微组织的差异性，是造成试样纵向和横向拉伸性能差别的主要原因。

表3 Hastelloy X合金试样的拉伸试验结果

表3为东北特钢集团抚顺特殊钢股份有限公司生产的Hastelloy X合金热轧棒材的拉伸试验结果，对比结果表明，SLM成型GH3536合金试样纵向成型的拉伸性能较好，此外相对传统工艺生产的热轧GH3536合金试样，SLM成型的GH3536合金试样的塑性还需进一步的提升。

（1）SLM成型GH3536合金试样的基体显微组织为奥氏体，试样内部存在微裂纹缺陷，纵向和横向的显微组织形貌存在较大差异，横向为条状熔池，纵向为鱼鳞状熔池。

（2）SLM成型GH3536合金试样的纵向拉伸性能优于其横向的；与传统方法成型GH3536合金试样进行对比可知，SLM成型GH3536合金试样的强度更好，但塑性较差。