检索结果-南通市图书馆

检索条件"主题词=多材料激光选区熔化"

共 1 条记录，以下是1-10 订阅

全选清除本页清除全部题录导出标记到"检索档案"

详细简洁

排序：

Fe-Mn异质粉末激光选区熔化过程蒸发行为的数值模拟研究

Fe-Mn异质粉末激光选区熔化过程蒸发行为的数值模拟研究

引用

作者：马西琳钢铁研究总院

学位级别：硕士

以异质粉末为原料的多材料增材制造是金属增材制造技术的重要发展方向。异质粉末在激光选区熔化(SLM)过程中的蒸发行为对化学成分控制的准确性和最终产品的质量有重要影响。Fe-Mn系阻尼合金已在工程机械及汽车结构件等领域获得了良好的... 详细信息

以异质粉末为原料的多材料增材制造是金属增材制造技术的重要发展方向。异质粉末在激光选区熔化(SLM)过程中的蒸发行为对化学成分控制的准确性和最终产品的质量有重要影响。Fe-Mn系阻尼合金已在工程机械及汽车结构件等领域获得了良好的应用,是较有潜力的结构功能一体化材料。然而,Fe-Mn系异质粉末的激光选区熔化也面临着一些挑战。其中之一是Mn元素的蒸发问题,特别是在高温热源的作用下,其蒸发效应更为显著,导致激光选区熔化形成的Fe-Mn合金质量难以控制。为了探究这一问题产生的原因,本研究通过实验和数值模拟,分析了SLM过程中Mn元素的蒸发及其对熔池的影响。实验和模拟结果表明,在激光热源的作用下Mn元素的蒸发行为会导致质量损失,通过优化工艺参数和控制粉末成分,可以降低Mn元素的蒸发损失。主要研究内容及结论如下:(1)基于高通量增材制造设备,采用纯金属粉末Fe和Mn为原材料,分别进行了Fe-10 wt.%Mn和Fe-20 wt.%Mn混合异质粉末的激光选区熔化试验。通过EDS能谱分析以及成形件密度和孔隙率的测量与分析,重点对比分析了不同激光功率、扫描速度、成分配比等参数对成形样品的质量损失及成分精度的影响。确定了SLM成形Fe-10Mn和Fe-20Mn异质粉末合金最佳的工艺参数,在最佳工艺参数条件下,原位合金化Fe-20Mn合金的质量损失率仅为1.5%。(2)采用FLOW-3D数值模拟软件,建立了描述增材制备Fe-Mn系异质粉末激光选区熔化过程的数学模型,模拟了Fe-Mn异质粉末、单质粉末和预合金粉末的铺粉及激光与粉末交互作用的过程,从熔池特性的变化分析讨论了不同元素粉末对熔池流场、温度场以及质量损失的影响规律,并与相关实验结果进行对比验证,对比分析了不同元素粉末对蒸发行为导致的成形试样元素损失的影响。研究结果表明,Fe-Mn异质粉末成形合金的Mn元素的质量损失多于预合金粉末。在相同的计算条件下,Fe20Mn异质粉末与预合金粉末相比,熔池热影响区较大,且速度分布不同。(3)模拟结果显示,在SLM过程中,Fe20Mn异质粉末熔池瞬态温度场从中心向周围逐渐减小,最高温度出现在激光束照射的区域。在靠近熔池表面的区域,激光束直接照射的区域比熔池后方具有更高的温度,驱动温度依赖的表面张力驱动的流动模式。这种模式将熔融金属从激光束下方传输到熔池的后部,从而形成一个表面轮廓,熔池前端被抑制,后端形成驼峰。由于激光扫描的方向,观察到后加热区域后部的温度分布呈拖尾状,而前加热区域的温度梯度较大。(4)基于实验和数值模拟结果,对Mn元素在Fe-Mn异质粉末SLM过程中的蒸发行为质量控制中的重要作用进行了解释。模拟结果显示,Mn元素粉末在SLM过程中表现出较宽的热影响区,熔池前端的流动速度更高、温度更高,凝固速度慢于Fe元素粉末。高激光功率和低扫描速度会导致熔池的最高温度升高、液相时间延长、熔池尺寸扩大,以及熔池的冷却速度减慢。基于实验和模拟结果分析了激光工艺参数等因素对成形质量和成分分布的影响,提出了控制Fe-Mn异质粉末合金激光选区熔化过程中蒸发行为的优化方案,包括调整激光功率、扫描速度等参数,以及优化粉末成分和配比,旨在实现更精确的成分控制和更高的成形质量。

关键词：多材料激光选区熔化蒸发行为质量损失 Fe-Mn合金数值模拟

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全选清除本页清除全部题录导出标记到“检索档案”

共1页 << < 1 > >>

回到顶部

执行限定条件

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：