激光增材制造Inconel718合金中的裂纹现象及抑制方法

来源 :第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kokwok
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  采用半导体激光熔覆系统增材制造Inconel718镍基合金。通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及有限元模拟技术对合金中的裂纹现象及抑制方法进行了系统的研究。结果 表明合金中的裂纹主要是由低熔点共晶Laves相所引起的液化裂纹。在多层搭接过程中,裂纹最先萌生于热影响区内的熔合线附近,并随着熔覆的进行逐渐扩展变大,但一般都终止于热影响区内部。有限元应力场模拟结果表明,裂纹的萌生与扩展程度与熔覆过程焊接热应力的演化直接相关。在保证熔化金属的前提下,采用较低的激光扫描速度及热输入量,可以很大程度地抑制裂纹的产生。同时,降低晶体界取向差可以有效地减小晶界液膜的稳定性,减少应力集中,从而抑制裂纹。可以在熔覆过程中施加基板冷却,提高熔池散热的方向性,从而提高熔覆层晶体的取向性,减少裂纹。亦可通过控制激光入射角度控制熔池的形状及温度场,从而控制树枝晶的生长形貌及晶体取向,抑制裂纹。最后,可以通过添加碳纳米管增强合金本身的抗裂纹能力,达到抑制裂纹的目的。
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