【摘 要】
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选区激光熔化成形过程中金属粉末的快速熔化凝固会产生较大的热梯度,温度的动态变化对不同粉末成形零件的微观组织和力学性能产生影响.基于有限元分析软件,采用移动高斯热源(Gauss)加载对选区激光熔化成形过程进行三维瞬态温度场模拟,研究Hastelloy X和Ti6Al4V合金的不同属性与温度变化及凝固冷却规律.同时基于选区激光熔化工艺制备Hastelloy X和Ti6Al4V合金试样,对其微观组织和力学性能进行表征.结果表明:Hastelloy X和Ti6Al4V合金瞬态峰值温度分别达到2 777.37℃、3
【机 构】
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西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;西安科技大学增材制造研究所,陕西西安710054;西安增材制造国家研究院有限公司,陕西西安710300;西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;
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选区激光熔化成形过程中金属粉末的快速熔化凝固会产生较大的热梯度,温度的动态变化对不同粉末成形零件的微观组织和力学性能产生影响.基于有限元分析软件,采用移动高斯热源(Gauss)加载对选区激光熔化成形过程进行三维瞬态温度场模拟,研究Hastelloy X和Ti6Al4V合金的不同属性与温度变化及凝固冷却规律.同时基于选区激光熔化工艺制备Hastelloy X和Ti6Al4V合金试样,对其微观组织和力学性能进行表征.结果表明:Hastelloy X和Ti6Al4V合金瞬态峰值温度分别达到2 777.37℃、3 340.88℃,平均冷却速率分别为3.93×106 K/s、5.11×106 K/s.在微观状态下,Hastelloy X合金晶粒呈现羽毛状层叠交叉排列,而Ti6Al4V合金内部分布着针状马氏体α\'相交错形成网篮组织.相比Hastelloy X合金抗拉强度和屈服强度的728.08 MPa、338.91 MPa,在更高冷速下产生“细晶强化”作用的Ti6Al4V合金的抗拉强度和屈服强度达到了1 134.05 MPa、1 055.83 MPa,远高于Hastelloy X合金,但其伸长率却低于Hastelloy X合金,总体呈现高强度、低塑性的特点.
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