界面追踪法研究界面能各向异性对定向凝固枝晶生长的影响

运用基于界面追踪法的数值自洽模型研究了界面能各向异性对定向凝固枝晶生长的影响.模拟结果表明,对于给定的凝固条件,对应不同的一次间距Peclect数范围,存在2个不同的界面形态解区间,其中较小的间距Peclect数解区间对应的界面形态类似胞状晶,较大的间距Peclect数解区间对应的界面形态类似枝状晶,界面能各向异性的增大有利于枝晶解区间的扩大.同时,枝晶生长的尖端临界稳定性参数σ^*与界面能各向异性参数E₄存在幂指数关系,并基于Fisher枝晶扩散解,得到包含界面能各向异性参数的枝晶尖端半径表达式:R_IMS=2.5646[（?）]^0.5E₄^-0.1905,ΔT₀=mC₀（k₀-1）/k₀;界面能各向异性增大,枝晶生长界面前沿过冷度减小.枝晶生长稳态一次间距的选择主要取决于枝晶间溶质扩散场的相互作用,而由于界面能各向异性在枝晶尖端作用的局域化,使得界面能各向异性对定向凝固稳态一次枝晶间距影响较小.     

退火态激光选区熔化成形AlSi10Mg合金组织与力学性能

AlSi10Mg合金具有高比强度、高耐磨性等优良特点。由于其成分接近共晶点,成形性能良好,被广泛应用于激光选区熔化技术。然而其热处理制度仍然沿用传统铸态合金的热处理规范,影响了其性能的充分发挥。本工作采用激光选区熔化技术制备了AlSi10Mg合金,并研究了沉积态和后续热处理过程中组织演化规律及其对室温力学性能的影响机制。研究发现：沉积态组织由沿沉积方向生长的α-Al柱状枝晶及枝晶间网状Al-Si共晶组成,具有强烈的〈100〉方向织构,沉积层由三部分组成,分别是细晶区、粗晶区及热影响区,抗拉强度389.5 MPa,伸长率4%。退火过程中,共晶Si破碎、球化,基体中过饱和Si不断析出长大。当退火温度从200 ℃提高到500 ℃时,Si颗粒发生Ostwald熟化,平均尺寸增长了23倍。经过300 ℃和500 ℃退火处理后,试样抗拉强度分别为287.0 MPa和268.0 MPa,但伸长率分别提高到10.3%和17.2%。     

可见光监测与CT检测融合驱动的高温合金SLM成形孔隙演变研究

孔隙缺陷对SLM成形件的性能与可靠性有重大影响，现有孔隙演变研究主要从成形过程监测与成形结果分析两方面分离进行。本文提出一种成形过程监测与成形结果检测融合驱动的SLM孔隙随层厚演变研究新方法，获取GH4169合金SLM成形凝固的可见光监测图像与SLM成形件的CT检测图像，选取特定区域孔隙并提取特征参数，表征并分析两种图像中孔隙特征参数随层厚的变化。结果表明，CT图像孔隙特征参数随层厚变化较可见光图像有滞后；孔隙形成的前半部分，第N+1层的成形对第N(或及以下)层孔隙具有缩小作用，后半部分具有扩大作用；第N+1层的成形具有减小第N(或及以下)层孔隙圆度的作用。结论有待进一步验证，但为SLM成形缺陷随层厚演变的研究提供了一种新思路，后续将继续深入研究。