TiC/Inconel 718复合材料选区激光熔化成形的热物理机制

• 作者: 戴冬华 石齐民 陈文华 陈洪宇 顾冬冬 顾荣海
• 来源期刊: 稀有金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 选区激光熔化 数值模拟 温度场 镍基高温合金
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 材料科学
• 页码范围: 1543-1550
• 页数: 8页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文

摘要

建立了TiC/Inconel 718复合材料体系选区激光熔化三维有限元模型,在考虑了相变潜热,热传导/对流/辐射多重传热机制和随温度变化的热物性参数条件下,使用ANSYS二次开发语言APDL实现了高斯激光热源的移动,并利用“生死单元”完成了多层多道的能量加载,研究了其选区激光成形的热物理机制.结果表明:温度变化率与工艺参数(激光功率和扫描速度)存在正对应关系,最高可达7.03×106℃/s.当扫描速度过快(300 mm/s)或激光功率过低(50 W)时,获得的熔池温度低(1991℃),液相存在时间过短(0.29 ms),而且液相量少,粘度大,不利于液相金属在粉末间隙中的铺展和润湿,易于在制件中形成不规则孔洞,增加制件孔隙率;在优化的工艺参数P=100 W,v=100 mm/s下,重熔深度(15.1 μm)、重熔宽度(35.0 μm)、液相存在时间(1.2 ms)、熔池最高温度(2204℃)和温度变化率均较为合适,易于获得冶金结合良好的SLM制件.对TiC/Inconel 718混合粉末进行了选区激光熔化实验,验证了模拟结果的正确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	顾冬冬		47	1024	17.0	31.0
2	陈文华		23	246	8.0	15.0
3	石齐民		1	0	0.0	0.0
4	顾荣海		6	64	2.0	6.0
5	戴冬华		3	0	0.0	0.0
6	陈洪宇		2	0	0.0	0.0