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激光粉末床熔融中细胞状亚结构的构建

DOI：10.3390/met9111231 期刊：Metals 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 激光粉末床熔融制备的样品中广泛观察到胞状亚结构，但其生长方向和晶体学取向鲜少被研究。本研究尝试建立通用模型，通过二维形貌构建亚结构。确定了表征唯一生长方向的全部三个邦格欧拉角，并获得了与生长方向对应的晶体学取向?；诟镁逖∠?，区分了奥氏体不锈钢316L单道次中的胞状枝晶与胞状亚结构。研究发现：随着扫描速度增加，亚结构从胞状枝晶向胞状结构转变；当功率为200 W时，单道次转变的临界生长速率约为0.31 ms?1。
作者： Yafei Wang，Chenglu Zhang，Chenfan Yu，Leilei Xing，Kailun Li，Jinhan Chen，Jing Ma，Wei Liu，Zhijian Shen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

建立一个通用模型，根据二维形貌构建其亚结构，并研究激光粉末床熔融制备样品中蜂窝状亚结构的生长方向和晶体学取向。

研究成果

采用LPBF工艺制备的SS316L基底层能在三维空间中以取向阵列形式生长。研究建立了从二维形貌推算其生长方向的模型，确定了对应唯一生长方向的三个邦格欧拉角，并获取了该生长方向对应的晶体学取向。该模型成功应用于构建不同扫描速度下单道熔覆层的基底层结构。通过晶体学取向识别出胞状树枝晶向胞状晶的转变过程。当激光功率为200W时，该单道熔覆层中发生此转变的临界生长速率约为0.31 ms?1。

研究不足

该研究聚焦于激光粉末床熔融（LPBF）成形的SS316L材料的亚结构，其发现可能无法直接适用于其他材料或制造方法。该模型依赖于蚀刻二维形貌的定量数据，且所选独特解决方案是综合考虑局部热条件后确定的，这可能会引入一定的主观性。

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