Effect of Operation Parameters on Grain Morphology of Inconel 718 Superalloy Fabricated by Laser Additive Manufacturing

作     者：MAHARJAN MANISHA 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋立军;Simeng Li

授予年度：2017年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：工艺参数 微观组织形貌 激光沉积 光学显微镜 镍基合金 柱状晶 equiaxed dendrite 枝晶间距 枝晶生长 

摘      要：激光增材制造已经广泛应用于制造和修复复杂几何形状复杂的高品质零部件。这项技术已经在商业上应用于修复磨损或者腐蚀的涡轮叶片。由于激光熔覆成型部件的机械性能取决于微观组织,而微观组织很大程度上受工艺参数的影响,在进行任何修复工作之前,有必要对微观组织和工艺参数之间的关系进行研究。在此背景下,研究了工艺参数,即激光功率和激光扫描速度对激光增材制造718镍基合金的组织形貌的影响。这项研究采用了两种方法。首先,对不同工艺参数下沉积的样品在光学显微镜下的微观组织形貌进行了研究,以了解不同工艺参数下组织生长形态。光学显微镜图像显示,在中等激光功率和中等扫描速度下,激光沉积的区域大部分为等轴树状晶。实验发现,600-650 W的激光功率和6mm/s的扫描速度,有利于形成等轴晶。其次,利用在工艺参数600W激光功率和6mm/s的扫描速度下的熔池温度场的模拟结果得到的局部凝固状态,并采用柱状晶向等轴晶的转换标准(KCET)预测718镍基合金的晶体类型。模拟的结果和实验结果一致。其次,利用高曼的改进模型,计算出了适用于718镍基合金的凝固过程中柱状晶向等轴晶转换的临界值。采用(KGT)枝晶生长模型来比较柱状晶的一次枝晶臂间距(PDAS)。从光学显微镜图像测量的一次枝晶间距比理论值要低。研究了热处理和硼化处理对激光沉积样品硬度的影响。