南航顾冬冬丨选区激光熔化层状TiB2/Ti6Al4V多材料件热行为的数值模拟

丨影响因子 4.939

丨原文标题

Laser additive manufacturing of layered TiB₂/Ti6Al4V multi-material parts: Understanding thermal behavior evolution

丨作者 南航顾冬冬教授团队

丨关键词

选区激光熔化；有限元模拟；TiB₂/Ti6Al4V多材料；热行为

丨论文要点

1.研究了SLM成形TiB₂/Ti6Al4多材料过程热行为

2.通过SLM制备了层状TiB₂/Ti6Al4V多材料构件

3.分析了多材料界面处的冶金结合形成机理

丨Highlights

2.The temperature-dependent thermal properties of diverse materials were considered.

3.The metallurgical bond forming mechanism at the interface was analyzed.

4.The layered TiB2/Ti6Al4V multi-material parts were fabricated by SLM.

丨主要内容

随着激光增材制造技术的发展，选区激光熔化（SLM）技术可以用于制备多材料构件，通过提供不同材料的更多性能优势，以满足许多工程应用中的更多需求。本文采用软硬材料梯度分布的层状复合结构制备了TiB₂/Ti6Al4V多材料构件来改善单一材料构件的性能，建立了多层有限元模型，研究了不同工艺参数下Ti6Al4V层与TiB₂层界面的复杂热行为，探讨了多材料界面处的冶金结合形成机理。分析了层状TiB₂/Ti6Al4V多材料构件在SLM过程中温度及温度梯度分布，熔池尺寸和液相时间。在400 W的激光功率和600 mm/s的扫描速度下，界面温度为2453 ℃，液相时间为1.7 ms，TiB₂层与Ti6Al4V层之间可以实现良好的界面结合。

丨引用格式

Caiyan Chen, Dongdong Gu*, Donghua Dai, Lei Du, Rui Wang, Chenglong Ma and Mujian Xia. Laser additive manufacturing of layered TiB2/Ti6Al4V multi-material parts: Understanding thermal behavior evolution. Optics & Laser Technology. 2019, 119: 105666.

丨相关项目

国家自然科学基金 编号51735005

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https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.105666