如图3所示 ， EBSD用于评估成品增材制造产品的微观结构 。 微观结构观察区域为1mm ， 对应于增材制造条件下的单层厚度 。 图3（a）显示了从扫描法线方向看的微观结构 ， 图3（b）显示了从横向（TD）看的微观结构 ， TD同时垂直于扫描方向（SD）和扫描法线方向（SN）） 。 在图3（a）中 ， 根据激光扫描中心点的移动 ， 晶粒排列具有类似于向左右扩展的三角形的形状 ， 并且在较短侧晶粒尺寸约为20μm ， 纵横比接近1:10 。 证实了晶体的择优取向为扫描法向<110>取向和扫描方向<111>取向 。 这是由于粉末被激光熔化后冷却时热量释放的方向造成的 。 图3（b）显示长宽比约为1:5的晶粒以约20μm的规则间隔形成 ， 层间高度接近250μm 。 发现晶体的优选取向具有类似于图3（a）所示的分布和强度 。 基于该工艺的织构结构是大多数现有AM样品微观结构的特征 。 由于微观结构的各向异性 ， 许多AM材料的机械性能也是各向异性的 。 许多AM材料在构建方向（即扫描法线方向）的强度低于其他方向 ， 如扫描方向 。
图3 对已建增材制造产品的微结构进行EBSD分析的结果:(a)从扫描法线方向 ， (b)从横向方向 。
图4显示了已建成的L-DED制造的SS316L试样在室温下的疲劳性能 。 疲劳试验方向也垂直于激光扫描方向 ， 与拉伸试验一样 。 试验条件为循环载荷比为-1 ， 频率为15 Hz ， 最大循环次数为107次 ， 采用一般的长周期疲劳性能评价条件 。 根据评估数据 ， 绘制了SN曲线 ， 以评估107次循环时的疲劳极限 。 疲劳应力值在150-350 MPa范围内进行评估；五个试样断裂 ， 其余试样继续进行107个循环或更多 。 根据使用SN曲线的分析 ， 疲劳极限值估计约为202.6 MPa ， 这与商用SS316L在约200 MPa范围内的疲劳特性相似 。
图4 L-DED制造的SS316L试件在室温下的疲劳性能 。
图5显示了使用L-DED方法时阀体零件的制造过程 。 灰色表面为外表面 ， 黄色平面为阀门内表面 。 主体分为三个部分 ， 在这里表示为第1部分、第2部分和第3部分 。 主体部分的第1部分是第一个安装的部分 ， 然后将该部分旋转90度 。 随后 ， 依次制造了与流道相对应的零件2和零件3 。 图6详细描述了制造零件1的过程 。 如图6（a）所示 ， 该过程分为两个过程 ， 一级和二级 ， 因为需要对阀门内的球形阀座进行数控加工 ， 以保持流道的表面粗糙度 。 在进行二次加工之前 ， 对图6（a）中箭头所示的阀座零件进行机加工 ， 并堆放二次零件 。 用于创建主要部件和次要部件的实际程序分别如图6（b）和（c）所示 。
图5 阀体零件的制造工艺采用L-DED方法 。
图6 制造过程第1部分详细介绍:(a)制造过程分为两个过程:一级和二级 。 给出了制造(b)主要零件和(c)次要零件的实际过程 。
图7为阀门产品第三部分的制造过程 。 从图7(a)中可以看出 ， 流道的生成分为三个细分 。 这样做是为了继续进行数控加工 ， 以确保流动路径内的适当表面粗糙度 ， 如图6所示 。 根据流道的曲率和长度划分为三段 ， 并在每个增材制造段后进行数控加工控制表面粗糙度 。 本设计实际制作的样机如图7(b)所示 。
图7 阀门产品第3部分的制造工艺：（a）将生产的流道分为三个部分 ， （b）原型 。
图8显示了SS316L材料的射线照相试验（RT）结果 。 图8（a）中的RT测量位置为①靠近图7中零件1和3的连接处 。 可以识别出一些可见的黑点；这些是金属试样内部存在缺陷或缺陷的证据 。 为了对结果进行定性比较 ， 图8（b）、（c）和（d）显示了以相同比例测量的传统铸造材料（通过传统砂型铸造制造）中发现的各种缺陷的图像 。 图8（b）显示了在铸造过程中无法从模具中逸出的气体被截留时可以观察到的孔隙 。 图8（c）显示了铸造过程后产生的残余应力引起的收缩以及由此产生的缺陷形成 。 图8（d）显示了铸造过程中意外包含的砂或熔渣形成的缺陷形状 。 从这个比较中可以看出 ， 使用当前的L-DED方法制造产品后 ， 残余缺陷很小 。
图8 SS316L材料的射线照相试验（RT）结果：（a）增材制造 ， L-DED ， （b）铸造 ， 气孔 ， （c）铸造 ， 收缩 ， （d）铸造 ， 砂和夹渣 。
图9为阀体与其他流道连接部分法兰采用GTAW法焊接完成的样机 。 采用不同于现有铸件的基于粉末冶金的新型焊接工艺 ， 在本体和法兰之间进行焊接 。 组装后的阀门重量30kg ， 长度300mm 。 尺寸精度和RT测试显示了良好的一致性 ， 并计划对原型进行水力泄漏的机械性能测试、端载测试和地震测试 。
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