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作者：杨钟毓石家庄铁道大学

学位级别：硕士

超声模体是一种模拟人体某些组织、器官声学特性以及生理结构和用于超声诊断设备性能检测的无源装置。现有超声模体材料单一、结构简单,不能满足现代医疗要求。本文以胎儿骨骼为研究对象,从材料与结构两方面入手,制备出一套能在超声检... 详细信息

超声模体是一种模拟人体某些组织、器官声学特性以及生理结构和用于超声诊断设备性能检测的无源装置。现有超声模体材料单一、结构简单,不能满足现代医疗要求。本文以胎儿骨骼为研究对象,从材料与结构两方面入手,制备出一套能在超声检测下使用的复杂超声模体。首先针对骨骼主要成分进行分析,分别采用溶胶凝胶和蚕茧膨化的方法制备出无机成分羟基磷灰石和有机成分丝素蛋白;并采用正交设计法分析出人工骨固化的最优方案,即羟基磷灰石、聚丙烯酸、柠檬酸、磷酸质量比为12：6：2：1.5。然后,针对羟基磷灰石块易溶于水的问题,使用硅烷偶联剂对羟基磷灰石表面进行改性。对改性后羟基磷灰石分别进行了红外光谱分析和浸泡实验,结果表明：当硅烷偶联剂体积分数为5%和水解30min时,改性后的羟基磷灰石块疏水效果最好。针对人工骨结构复杂的问题,采用熔融挤压技术打印出ABS骨骼模型后,通过硅胶模翻制得到浇注人工骨的模具进而浇注羟基磷灰石、丝蛋白和固化剂,最后得到结构和材料与胎儿类似的胎儿超声模体。最后,分别采用硅胶和仿皮肤组织对羟基磷灰石类人工骨进行包裹,并对硅胶包裹的羟基磷灰石类人工骨和仿皮肤组织包裹的类人工骨进行了超声图像检测,类人工骨的超声图像清楚。结果表明：采用本文提出的方案制造出的复杂超声模体在B超下图像清晰,为下一代复杂超声模体的制造打下了坚实的基础。

关键词：复杂超声模体快速原型溶胶-凝胶 B超

薄壁多焊缝构件结构优化及焊接变形的数值模拟

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薄壁多焊缝构件结构优化及焊接变形的数值模拟

作者：李江飞石家庄铁道大学

学位级别：硕士

盘式连续干燥器是一种高效节能的新型传导式干燥设备,其主要组成构件干燥盘具有薄壁、多焊缝、大变形和大尺寸等特点,针对其结构设计和焊接变形的问题,采用数值模拟技术进行了仿真优化。利用正交优化设计和数值模拟相结合的方法对干燥... 详细信息

盘式连续干燥器是一种高效节能的新型传导式干燥设备,其主要组成构件干燥盘具有薄壁、多焊缝、大变形和大尺寸等特点,针对其结构设计和焊接变形的问题,采用数值模拟技术进行了仿真优化。利用正交优化设计和数值模拟相结合的方法对干燥盘的冲孔间距、板材厚度和冲孔直径三个参数进行优化设计,并对优化的干燥盘结构进行了水压实验,结果表明优化的干燥盘结构能够满足使用性能要求。针对干燥盘中焊缝数量庞大的问题,采用分段移动热源的方法对其焊接过程进行了数值模拟,即将每个冲孔处的焊缝整体激活,而将大段焊缝分割成小段焊缝每段整体激活的算法,采用盲孔法测试了其焊接残余应力,验证了分段移动热源法的合理性,数值模拟与焊接实验得到的残余变形分布吻合良好,表明对其焊接过程的数值模拟是合理有效的。为节省计算量和计算时间,建立了干燥盘等效模型,对其15种焊接顺序的焊接残余变形进行数值模拟,优化了焊接顺序。最后分别采用同向焊接方案、对向焊接方案和反向焊接方案对干燥盘进行焊接,并测量了其焊接残余变形,制定了焊接工艺流程。结果表明：冲孔间距120mm、冲孔直径25mm、板材厚度4mm的结构参数为最优的干燥盘结构参数;干燥盘在焊后最大残余应力位于上盖板与冲孔板的定位焊处,大小为529MPa,上盖板最大残余应力位于初始焊缝处,大小为233MPa,焊接变形为沿着工件圆心向上的环形凸起变形,最大变形量位于内径处,大小为22.8mm;同向焊接方案的变形量为28.2mm,对向焊接方案的变形量为22.1mm,反向焊接方案的变形量为16.5mm,采用反向焊接方案能够有效地减少焊接变形,焊接变形量减少了41.5%,通过焊接工艺流程的制定,生产效率可提高30%以上。

关键词：薄壁多焊缝结构优化焊接变形数值模拟

激光熔覆镍基合金粉末制备高速列车制动盘的工艺研究

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激光熔覆镍基合金粉末制备高速列车制动盘的工艺研究

作者：郭腾达石家庄铁道大学

学位级别：硕士

制动盘作为高速列车制动系统的关键部件,制动时需要将大量的动能转化为热能,剧烈的高温摩擦和大量的热传递是导致制动盘磨损及热疲劳损坏的直接原因,因此对制动盘综合性能的要求非常苛刻。铸钢制动盘由于铸造工艺水平所限,生产中容易出... 详细信息

制动盘作为高速列车制动系统的关键部件,制动时需要将大量的动能转化为热能,剧烈的高温摩擦和大量的热传递是导致制动盘磨损及热疲劳损坏的直接原因,因此对制动盘综合性能的要求非常苛刻。铸钢制动盘由于铸造工艺水平所限,生产中容易出现铸造缺陷,难以保证制动盘大批量装车使用。因此,本研究采用激光熔覆沉积技术与铸造技术相结合的方法,在铸造性能优良、韧性好的铸钢表面制备厚度为50 mm左右的涂层作为耐磨层。首先,研究了激光功率对镍基合金粉末熔覆层组织与性能的影响,并在初始粉末基础上添加V和Ti,探讨了其对镍基合金熔覆层组织及性能的影响。结果表明:在其它工艺参数不变的情况下,随着激光功率的升高,熔覆层组织先变细后变粗,显微硬度先增大后减小;沿熔覆层表面垂直向下至基体方向硬度逐渐升高,在热影响区附近硬度达到峰值;添加V和Ti后,熔覆层晶粒得到细化,硬度有了一定的提高,而Ti粉的影响效果更明显一些。本研究条件下,合适的激光功率和添加的Ti粉末含量分别为1 000 W和1%。其次,以添加1%Ti的镍基合金粉末为基础,依次添加1%的B和Si元素,研究了4种不同B、Si含量合金粉末熔覆层显微硬度的变化规律。结果表明:随着B和Si含量的增加,硬度逐渐升高,平均每增加1%的B和1%的Si,熔覆层显微硬度提高约30 HV,其中添加3.5%的B和4.5%的Si的熔覆层硬度最高,达到320 HV左右。然后,在镍基合金粉末中加入WC颗粒,并适当减少B粉和Si粉的含量,研究了4种不同WC、B、Si含量合金粉末熔覆层微观组织和显微硬度的变化规律。结果表明:熔覆层组织随着WC含量的增加,组织中出现越来越多的胞状树枝晶以及众多方向杂乱的树枝晶;同时,由于WC的受热分解得到大量的W和C,这些元素与Ti、Cr等生成新的强化相,富集在枝晶间,对硬度有了很大提升,熔覆层硬度均高于母材;随着WC含量的增加,熔覆层中的裂纹和夹渣越来越多。本研究条件下,这三种粉末的优化含量分别为:WC粉末10%、B粉末2.5%、Si粉末3.5%。最后,对不同WC、B、Si含量的镍基合金粉末激光熔覆试样进行了高温摩擦磨损性能研究。结果表明:随着WC含量的增加,涂层磨损量先减少后增加,当WC含量为10%的时候,熔覆层磨损率最低,耐磨性最佳,与微观组织观察、显微硬度及成形性的结果相吻合。

关键词：高速列车制动盘激光熔覆镍基合金粉末微观组织显微硬度高温磨损

高速列车6061铝合金激光熔覆焊接工艺研究

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高速列车6061铝合金激光熔覆焊接工艺研究

作者：吴铮石家庄铁道大学

学位级别：硕士

6061铝合金是一种中等强度铝合金,因其良好的焊接性和优良的耐腐蚀性能使其成为高速列车组车体制造的主要材料之一。相比传统的焊接工艺,激光焊接铝合金具有能量密度高、速度快、焊接变形小等优点,但是激光焊接也会出现气孔和表面塌陷... 详细信息

6061铝合金是一种中等强度铝合金,因其良好的焊接性和优良的耐腐蚀性能使其成为高速列车组车体制造的主要材料之一。相比传统的焊接工艺,激光焊接铝合金具有能量密度高、速度快、焊接变形小等优点,但是激光焊接也会出现气孔和表面塌陷等缺陷。为消除这些缺陷,本文从两方面进行研究:一是保护气体对6061铝合金激光焊接的影响;二是激光熔覆粉末对6061铝合金激光焊接的影响。首先,设计了一种焊接背面气体保护装置,研究了背面气体流量、侧吹保护气体类型及流量对焊缝成形的影响。结果表明:适宜的背面保护气体为99.99%Ar,流量为14 L/min,侧吹保护气体为99.999%Ar,气流量8～14 L/min时,焊接接头组织晶粒细小,焊缝硬度最低为65 HV,焊接接头抗拉强度为253.62MPa。其次,为消除激光焊接表面塌陷,将激光熔覆与激光焊接相结合,研究了不同种类粉末激光熔覆对6061铝合金激光焊接工艺的影响。研究表明:熔覆Al粉后焊缝组织均匀,熔覆Si粉后焊缝强化相明显增多,熔覆Ni粉后焊缝成形良好无塌陷,熔覆Ti粉后焊缝中气孔量明显增多。熔覆Al-Si粉后焊缝平整,背面成形良好,组织晶粒细小,强化相增多;熔覆Al-Ni粉后焊缝平整有轻微凹陷,熔宽较大,晶粒要更为细小,焊缝硬度高。最后,选用三种粉末,利用混料配比试验得出熔覆预置粉末的最佳配比为Al:Si:Ni=0.737:0.185:0.078。熔覆预置最优配比混合粉末得到的焊缝组织晶粒得到了显著的细化,硬度无分层,抗拉强度230.01 MPa。

关键词： 6061铝合金激光熔覆激光焊接气体保护粉末

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高速列车6061铝合金激光焊接工艺研究

高速列车6061铝合金激光焊接工艺研究

作者：李京石家庄铁道大学

学位级别：硕士

6061铝合金是一种典型的Al-Mg-Si系中等强度铝合金,因其成型性良好、焊接性优异和经济性适宜等特点在工业生产中得到了广泛的应用。相对于铝合金的传统焊接工艺,激光焊接因其能量密度高、焊接速度快、热输入小、焊接变形小等特点,具有... 详细信息

6061铝合金是一种典型的Al-Mg-Si系中等强度铝合金,因其成型性良好、焊接性优异和经济性适宜等特点在工业生产中得到了广泛的应用。相对于铝合金的传统焊接工艺,激光焊接因其能量密度高、焊接速度快、热输入小、焊接变形小等特点,具有诸多优势。首先,基于ANSYS有限元方法采用高斯热源模型对6061铝合金激光焊的温度场进行了数值模拟,分析了焊件温度场分布特点,确定了适于6061铝合金激光焊接的焊接参数范围。之后,采用光纤激光器进行了厚度为3 mm 6061铝合金的焊接。研究了激光功率、焊接速度、离焦量和保护气体流量等工艺参数对焊缝成形的影响;同时还进行了6061铝合金激光焊接接头的显微组织观察和力学性能测试。结果表明:铝合金纯激光焊适宜的焊接参数为激光功率P为2 500 W,焊接速度V为50 mm/s,离焦量F为-1 mm,保护气体流量G为10 L/min;激光焊接6061铝合金焊缝组织晶粒细小且存在大量枝晶,焊缝边缘多为柱状晶,焊缝中心多为树枝状的Al-Si共晶体;线能量越小,焊接接头的硬度和抗拉强度越大,最优工艺下焊接接头的抗拉强度可达到母材抗拉强度的71%。最后,为了改善6061铝合金的激光焊接工艺,引入了预置粉末工艺,通过研究不同的预置粉末对焊缝成形、显微组织和硬度的影响,得出预置粉末的最佳方案为成分比为Al:Si:Ni=8:1:1的混合粉末,预置混合粉末后焊接接头强度可达246.8 MPa,约为母材的80%。

关键词： 6061铝合金激光焊接数值模拟显微组织预置粉末

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料激光熔覆增材制造装置设计及工艺研究

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SiCf/Ti-6Al-4V复合材料激光熔覆增材制造装置设计及工艺研究

作者：唐会聪石家庄铁道大学

学位级别：硕士

SiC/Ti基复合材料由于具有高比强度、高比刚度、耐高温以及耐疲劳等优异性能,是热门的空天材料。将SiC/Ti基复合材料用于飞行器蒙皮能够提高飞行器表面耐高温性能,提升飞行器飞行速度上限以及在不降低强度的情况下减轻飞机重量。传统制... 详细信息

SiC/Ti基复合材料由于具有高比强度、高比刚度、耐高温以及耐疲劳等优异性能,是热门的空天材料。将SiC/Ti基复合材料用于飞行器蒙皮能够提高飞行器表面耐高温性能,提升飞行器飞行速度上限以及在不降低强度的情况下减轻飞机重量。传统制造该材料的方法存在制造成本高、周期长、需要专用工装和模具等缺点。本文采用制造周期短、制造成本低、无需专用工模具、制造零件形状复杂等特点的激光熔覆叠层复合增材制造技术(LCLD)制备SiC纤维增强钛基复合材料,主要在专用成形装置设计、控制系统开发及三维成形工艺三个方面开展研究工作。首先,针对SiC/Ti基复合材料激光熔覆叠层复合增材制造工艺要求,设计了SiC/Ti复合材料激光熔覆叠层复合增材制造装置。设计的铺拉丝装置,实现了将SiC纤维精准铺放到成形平面的功能;设计的四轴运动平台,成形尺寸为300 mm×300 mm×20 mm,成形精度达±0.2 mm;设计的成形室实现了钛合金粉末、保护气、激光、冷却水等输入功能,并能够为SiC/Ti基复合材料LCLD成形提供所需氩气环境功能。然后,利用控制卡和驱动器等元件搭建了控制上述设计装置的运动系统,实现了对激光、送粉器、载气、保护气及夹丝钳等通断控制,实现了对四个线性运动平台的运动控制;利用MFC语言,研发出配套该装置的控制软件,实现了PC机与控制卡通讯、CLI数据读取与显示、运动调试、工艺参数管理、I/O控制、成形代码生成、成形过程监控等功能。最后,利用研发的装置和控制系统进行了SiC/Ti基复合材料工艺实验。一维成形及纤维铺设研究表明:设计的铺拉丝装置能够将纤维精准铺放到成形平面上;送粉速率越大,纤维保持度越高;激光功率和扫描速率对纤维烧损影响较大,且随激光功率增加,纤维烧损的临界扫描速率逐渐增加。当激光功率为360 W时,纤维烧损的临界扫描速率为6 mm/s。二维成形研究表明:初步成形加重熔能减少道间缺陷,提高表面成形质量;界面厚度随重熔扫描速度增加而减小;Ti和Si元素在界面反应层中的含量呈线性变化,且变化趋势相反;由基体到纤维,纤维与基体界面可能存在Ti C、TiSiC及SiC等物相。三维初步成形研究表明:重熔后纤维保持度较好,且基本无缺陷,后续成形对底层纤维保持度没有影响。

关键词： SiCf/Ti-6Al-4V复合材料激光熔覆叠层复合增材制造装置硬件系统软件系统成形工艺

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高速列车制动盘复合制造工艺研究

高速列车制动盘复合制造工艺研究

作者：王少楼石家庄铁道大学

学位级别：硕士

高速列车带散热筋轴装制动盘不仅是列车运行关键部件,综合性能要求高;而且由于形状复杂,铸造缺陷多,大量依赖进口。为此,本研究在保证复杂制动盘铸造性能的同时,对制动盘表面进行激光熔覆成形,力求得到力学性能和摩擦磨损性能均满足要... 详细信息

高速列车带散热筋轴装制动盘不仅是列车运行关键部件,综合性能要求高;而且由于形状复杂,铸造缺陷多,大量依赖进口。为此,本研究在保证复杂制动盘铸造性能的同时,对制动盘表面进行激光熔覆成形,力求得到力学性能和摩擦磨损性能均满足要求的带散热筋轴装制动盘。首先,铸造带散热筋的轴装制动盘。根据制动盘图纸要求建立了带浇注系统的铸件模型,利用Pro CAST软件模拟确定了缺陷较少的7个圆柱形冒口砂型设计;将砂型分成上、中、下三分模,利用3DP技术进行打印和组装。利用最优铸造工艺参数进行浇注,结果显示铸件外观质量良好,显微硬度值为320～340 HV,抗拉强度为1092 MPa,断口显示断裂方式为韧性断裂,力学性能满足机车车辆用制动盘行业标准。其次,进行了激光熔覆效率优化。通过对前期激光熔覆效率进行分析,得出了提高激光熔覆效率的途径;利用正交试验优化得到高效激光熔覆的工艺参数,对比了激光熔覆效率提高前后熔覆层组织及性能。以熔宽、余高、表面平整度、飞溅程度、熔覆效率等作为评分标准,得到高效激光熔覆最优的工艺参数为:激光功率1200 W、送粉转速15 r/min、扫描速度15 mm/s、离焦量0 mm、搭接率50%。经计算,激光熔覆效率相比前期提升约8倍,硬度提高20 HV。两种熔覆工艺参数得到的制动盘显微组织均为晶粒细小的板条状马氏体。然后,进行高速列车带散热筋的轴装制动盘表面激光熔覆成形。将制动盘表面沿圆周划分12块,沿半径划分4块,并选择跳跃、对序和顺序三种方案进行温度场和应力场模拟。模拟结果表明跳跃路径最优,其变形量为0.0346 mm,应力为393 MPa。在铸造制动盘两面表层得到了厚度各为4 mm的熔覆层,最大变形量仅为0.08 mm,远远低于前期未沿半径分块的2.7 mm变形量。最后,进行了激光熔覆制动盘摩擦磨损性能测试。熔覆层最高摩擦因数为0.248,平均磨损量为2.445 g,相同条件下比基体磨损量减少20%。磨损机制主要由磨粒磨损转变为粘着磨损,并伴随着氧化磨损。

关键词：高速列车制动盘 3DP砂型铸造激光熔覆有限元模拟摩擦磨损

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偏角度激光熔覆工艺及性能研究

偏角度激光熔覆工艺及性能研究

作者：杨珍珍石家庄铁道大学

学位级别：硕士

在航空航天、汽车制造、航海船舶等领域复杂零部件和大型工程设备的制造和再制造方面,激光熔覆技术应用越来越广泛。但是,由于工件体积过大不易拆卸或曲面形状过于复杂时,激光熔覆头需要偏转一定角度才能进行加工,熔池形貌受重力及气-... 详细信息

在航空航天、汽车制造、航海船舶等领域复杂零部件和大型工程设备的制造和再制造方面,激光熔覆技术应用越来越广泛。但是,由于工件体积过大不易拆卸或曲面形状过于复杂时,激光熔覆头需要偏转一定角度才能进行加工,熔池形貌受重力及气-粉耦合作用的影响而变得复杂。首先,进行了熔覆头单偏转角度的工艺试验,发现随着偏转角度的增加,沿Y-和Y+方向扫描熔池形貌的弧形趋于平缓,沿X方向熔池顶部由中心向Y-方向发生偏移;在熔覆头偏转5°时研究了工艺参数对熔池形貌的影响规律,优化得到了多道成形工艺参数:载气9 L/min,保护气8 L/min,送粉量12 r/min。其次,进行了熔覆头与基板双偏转角度的工艺试验,发现两者垂直时扫描方向对熔池形貌影响不大,偏转角度对熔池形貌高度和宽度有一定的影响,熔池形貌为弓形;在熔覆头与基板双偏转5°时研究了工艺参数对熔池形貌的影响规律,优化得到了多道成形工艺参数:载气9 L/min,保护气10 L/min,送粉量16 r/min。然后,建立了两种偏转角度条件下的气体-粉末流场的耦合模型,得到了偏角度的粉末粒子轨迹和基板上粒子汇聚情况。熔覆头偏转时,汇聚中心逐渐上移,5°时上移量最小,为0.961 mm;35°时上移量最大,为6.132 mm。熔覆头与基板双偏转时,汇聚中心也逐渐上移,5°时上移量最小,为0.523 mm;35°时上移量最大,为6.813 mm。模拟结果为离焦量实时调整提供了理论依据。最后,对熔覆头垂直、熔覆头偏转5°、熔覆头与基板双偏转5°三种情况下进行多道多层块体成形,发现熔覆头与基板双偏5°比熔覆头偏转5°枝晶少,枝晶方向因偏转角度的变化而改变;熔覆头与基板双偏5°抗拉强度为524 MPa,延伸率为25%,断口有颈缩且缺陷少,层与层结合好,力学性能优于熔覆头偏转5°。

关键词：熔覆头偏转熔覆头与基板双偏转熔池形貌气-粉耦合模型力学性能

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多层激光熔覆熔池传热传质及凝固行为研究

多层激光熔覆熔池传热传质及凝固行为研究

作者：张云浩石家庄铁道大学

学位级别：硕士

激光熔覆成形技术作为一项高性能金属零件自由实体成形的增材制造技术,在航空、造船、化工和机械等领域具有广阔的应用前景。熔覆层微观组织形态对工件力学性能有直接影响。为了建立熔覆层微观组织和性能调控机制,必须深入研究激光熔覆... 详细信息

激光熔覆成形技术作为一项高性能金属零件自由实体成形的增材制造技术,在航空、造船、化工和机械等领域具有广阔的应用前景。熔覆层微观组织形态对工件力学性能有直接影响。为了建立熔覆层微观组织和性能调控机制,必须深入研究激光熔覆成形过程中熔池传热传质行为以及非平衡凝固组织演变机理。本文从移动熔池传热传质入手,研究了基板水冷对熔覆层微观组织的细化效果以及多层激光熔覆凝固组织演变规律。首先,针对激光熔覆成形技术,建立多元合金激光熔覆熔池三维传热传质及凝固组织形貌演变模型。模型考虑了工艺参数对熔覆层几何形貌的影响,并采用精度更高的复合热源。通过自行开发的宏微观耦合接口程序实现了三维熔池模型和多元合金凝固组织演变模型的耦合,能够模拟不同工艺参数下移动熔池传热传质及微观组织演变过程。其次,针对激光熔覆过程中常采用的基板水冷冷却方式,研究了基板水冷对凝固条件的影响机制。在宏微观耦合数值模型基础上,对多层激光熔覆薄壁模型进行求解,获得不同工艺参数下熔池尾部的温度梯度、凝固速度和冷却速度等凝固条件,并分析基板厚度、熔覆层高度和基板冷却系数等工艺参数对凝固条件的影响规律,并通过实验验证模型合理性。研究结果表明:1)在基板底面施加连续冷却水循环能提高熔覆层中熔池冷却速度,并且冷却系数越大,冷却速度的提高效果越明显。2)作为热传导通道的熔覆层高度增加,传热路径加长,传热效果降低,因此,随着熔覆层高度增加冷却速度非线性减小。3)在基板冷却系数相同条件下,随着基板厚度增加,在液态金属凝固过程中释放热量大部分被基板吸收,连续冷却水循环吸收能量能力下降,导致基板水冷效果明显下降。最后,将宏观熔池传热传质模型与凝固组织演变计算耦合,进一步模拟非平衡凝固条件下熔池凝固过程中的晶粒生长行为,使用该模型分析了初始晶粒尺寸、异质形核对微观组织的影响,研究了不同工艺参数下,熔池形状、瞬时凝固条件和多层熔覆扫描路径对熔覆层凝固组织形貌的影响机理,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明:1)基板晶粒尺寸的增加,熔覆层中外延形核的柱状晶粒数目减少,平均尺寸增加。2)随着异质形核率的增加,异质形核出现在更加靠近熔合线的部位,新形核的等轴晶在与柱状晶的竞争中能够更早的获得优势,从而在更加靠近熔合线的部位完成CET转变。3)熔池内部无异质形核时,在较低的扫描速度下,从熔池尾部外延生长的晶粒竞争力大于从熔池底部外延生长的晶粒形成轴晶结构;随着扫描速度和激光功率增加,成分过冷区增大,轴晶区域变小,最终消失在熔覆层中。熔池内部存在异质形核时,新形核晶粒数目增多,新形核的晶粒将阻挡柱状晶继续生长,并发生熔覆层顶部发生柱状晶向等轴晶转变行为（CET）;随着扫描速度和激光功率增加,新形核晶粒更加具有竞争力,在靠近熔合线位置发生CET转变,等轴晶数目增多尺寸减小。4)对于多层薄壁件凝固组织模拟结果,柱状晶与等轴晶交替出现形成多层熔覆组织。由于各层扫描方向相同,各层组织在宏观形态上向同一个方向弯曲。实验验证结果的凝固组织形貌变化规律与模拟结果一致。

关键词：激光熔覆成形技术数值模拟熔池传热传质宏微观耦合模型凝固组织演变外延生长竞争生长