激光熔覆微觀組織形成過程相場法模擬研究.pdf

1、激光熔覆技術(shù)是一種以增加材料的方式在基體材料表面形成覆層的特種加工技術(shù)，具有熱影響區(qū)小、制件性能優(yōu)良、可處理的材料范圍廣、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，在材料表面改性及貴重零件修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文考慮了激光熔覆過程中各種工藝參數(shù)的綜合作用，將激光熔覆宏觀模型與相場模型相結(jié)合，提出了一種宏-微觀耦合模型，用于再現(xiàn)激光熔覆微觀組織形成過程，為實(shí)現(xiàn)激光熔覆過程微觀組織形成過程的有效控制提供理論指導(dǎo)。
　　 首先，將本文

2、建立的同軸送粉激光熔覆層動態(tài)變化模型與激光熔覆傳熱模型相結(jié)合，對激光熔覆宏觀過程進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果真實(shí)地再現(xiàn)了熔覆層動態(tài)變化過程并反映了溫度場變化規(guī)律;
　　 其次，通過宏觀傳熱計(jì)算，確定激光熔覆微觀組織生長所處溫度環(huán)境，而后利用基于自由能泛函的相場模型模擬了熔池不同位置微觀組織演化過程，模擬結(jié)果顯示:熔池底部為細(xì)長柱狀晶，生長方向由熔池底部向熔池頂部并略偏向激光掃描方向，熔池中上部為不對稱的等軸枝晶，優(yōu)先生長方向與掃描方向夾角