增材SCI丨激光熔化沉积镍基高温合金热行为模拟及显微组织演变

丨期刊 Optics and Laser Technology

丨影响因子 3.233

丨原文标题

Relation of thermal behavior and microstructure evolution during multi-track laser melting deposition of Ni-based material

丨作者 南航顾冬冬教授团队

丨关键词

激光熔化沉积；有限元模拟；Inconel 625；热行为；显微组织

丨论文要点

1.研究了LMD成形多道Inconel 625过程热行为

2.发现了熔池不同区域的显微组织变化规律

3.探讨了LMD熔池热行为及其对成形组织的作用机制

丨Highlights

2.Solidification characteristics are obtained to predict the morphology and scale of solidification microstructure.

3.The microstructures of the LMD-processed Inconel 625 are columnar dendrites and equiaxed dendrites.

4.Columnar dendrites generated at the overlapping region are coarser compared with that in the bottom of the molten pool.

丨Graphical abstract

丨主要内容

本论文基于激光熔化沉积增材制造技术，采用实验与模拟相结合的方法，研究了激光熔化沉积成形Inconel 625过程热行为及其对组织演变的影响机制。

       

       

模拟结果发现，沿着熔池的顶部至底部，温度梯度逐渐增大，冷却速率与凝固速率逐渐减小。温度梯度和凝固速率的比值（G/R）决定了显微组织的类型，减小的G/R值会导致凝固机制从柱状树枝晶生长转变为等轴树枝晶。冷却速率影响晶粒大小，冷却速度快晶粒较为细小。实验结果显示，在熔池边界是外延生长的柱状树枝晶，熔池上沿为等轴树枝晶，与模拟结果吻合。

       

丨引用格式

Lei Du, Dongdong Gu^*, Donghua Dai, Qimin Shi, Chenglong Ma, Mujian Xia. Relation of thermal behavior and microstructure evolution during multi-track laser melting deposition of Ni-based material. Optics and Laser Technology. 2018, 108: 207–217.

丨相关项目

国家自然科学基金 编号51575267

国家重点研发计划 编号

2016YFB1100100

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https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.06.042