精密成形工程

作者：闫学伟, 金银满, 胡文学, 杨雪梅, 孙德建, 刘仕龙

单位：1.郑州航空工业管理学院 a.航空发动机学院 b.材料学院 c.机械工程学院,郑州 450046;<br>2.上海交通大学 材料科学与工程学院,上海 200240

关键词：激光熔融沉积,工艺参数,数值模拟,熔池形态,微观组织

基金：河南省科技攻关计划（242102220086）; 河南省高校科技创新人才支持计划（22HASTIT031）

目的 探究激光功率及扫描速度对激光熔融沉积（LMD）GH4169合金熔池宏观形貌及微观组织的影响,获得最佳工艺参数。方法 基于COMSOL软件建立了LMD温度场数值模型,对不同工艺方案LMD过程的温度场开展数值模拟研究,探究激光功率和扫描速度对沉积层熔宽、熔高、宽高比以及稀释率的影响规律。通过控制变量法,开展LMD单道沉积实验,分析激光功率和扫描速度对沉积层微观组织及Laves相形貌的影响规律。结果 随着激光功率的增大,一次枝晶臂间距（PDAS）逐渐增大,Laves相由颗粒状转变为块状或长链状;随着扫描速度的增大,PDAS逐渐减小,Laves相由块状或长链状转变成颗粒状。当激光功率为1 400 W、扫描速度为6 mm/s时,LMD过程中熔池内的最高温度约为2 750 K,熔宽约为2 976 &#x003bc;m,熔高约为833 &#x003bc;m,宽高比约为3.57,稀释率约为38.5%,沉积层的平均硬度约为266.36HV,室温和高温条件下试样的屈服强度约为623.60 MPa和581.66 MPa,抗拉强度约为955.92 MPa和823.83 MPa,延伸率约为39.08%和24.60%。结论 实验结果与模拟结果吻合较好,验证了本文所建立模型的准确性。熔宽和熔高与激光功率呈正相关性,与扫描速度呈负相关性;宽高比和稀释率与激光功率和扫描速度呈正相关性。当激光功率为1 400 W、扫描速度为6 mm/s时,所制备的GH4169合金试样的力学性能较好。

来源：2025年第6期

《精密成形工程》期刊编辑部

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