精密成形工程

作者：郭正华, 卢安, 赵明杰, 欧阳祥海, 涂骏扬, 姜丽红

单位：南昌航空大学 a.材料科学与工程学院 b.高端装备极端制造技术江西省重点实验室,南昌 330063

关键词：等离子弧沉积,高强钢,微观组织,微观缺陷,参数优化

基金：国家自然科学基金（52305373）; 江西省自然科学基金（20232BAB214053）

目的 优化等离子弧增材制造300M钢成形质量。方法 以300M钢为研究对象,采用实验和有限元模拟相结合的方法,探究沉积层冷却过程中温度场的动态演变对等离子沉积300M钢微观组织和缺陷的影响规律。结果 沉积层等轴晶区域厚度主要与单位长度送粉量有关,随单位长度送粉量的增加而增加,与等离子弧电流无显著关系,而沉积层等轴晶占比与单位长度送粉量之间未呈单调线性关系。为探究工艺参数对沉积层等轴晶演化机制的影响规律,建立了柱状晶-等轴晶转变预测模型,预测误差为4%。此外,微观缺陷分析发现,孔隙率随体能量密度的增加而降低,基于体能量密度优化的工艺参数如下：等离子弧电流为150 A、扫描速度为0.06 m/min、送粉速率为9 g/min,优化工艺参数后的孔隙率减小到0.37%。结论 增材过程中的温度梯度越小、凝固速率越大,越有利于等轴晶的形成。体能量密度对孔隙具有显著影响,提高体能量密度可以有效减小孔隙率。

来源：2026年第4期

《精密成形工程》期刊编辑部

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