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AISI 304不锈钢复合材料选择性激光熔化过程中熔池行为的分析
摘要： 对Al2O3增强型及Al2O3-ZrO2共晶混合物增强型AISI 304不锈钢复合材料的选区激光熔化(SLM)过程中熔池行为进行了数值分析与实验验证。热分析结果表明：由于粉末混合物熔点与导热系数的差异，熔池几何形态显著受增强颗粒影响。采用Al2O3-ZrO2共晶混合物替代Al2O3增强颗粒时，熔池最高温度升高。同时发现两种增强体的冷却速率相关性微弱，由此确认熔池液相存续时间而非冷却速率影响熔化行为，且该液相存续时间随Al2O3-ZrO2共晶比例增加而延长。由于熔池宽度增大，采用Al2O3-ZrO2增强颗粒时顶面温度梯度降低，而厚度方向温度梯度则相应升高。这些熔池行为研究结果将深化对增强颗粒影响AISI 304不锈钢复合材料尺寸精度与性能的认知。
关键词： 有限元法，氧化铝，氧化铝-氧化锆，304（不锈钢），复合材料，选择性激光熔化，增材制造，选择性激光熔融，不锈钢
更新于2025-09-16 10:30:52
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先进三元热障涂层体系的原位激光制粒技术
摘要： 立方相（c）向四方相（t）和单斜相（m）的热转变。粉末技术被视为生产先进陶瓷的成本效益型工艺。采用1kW CO?脉冲激光器（工作功率0.4-1.0kW，脉冲时长2-200ms，光束直径1mm）将含8wt%氧化铝的8wt%氧化钇部分稳定氧化锆（YPSZ）松散粉末压制成坯体。通过配备EDS和WDS的扫描电镜、X射线衍射、X射线步进扫描及维氏显微硬度仪对坯体的尺寸、质量、微观结构、化学成分、物相、硬度和断裂韧性进行评估分析。获得了均匀分布的细晶粒双相结构（不可转变四方相t'+α-氧化铝）。激光熔融粉末混合物后快速凝固过程抑制了相变。最终实现硬度>19GPa且断裂韧性>10MPa·m1/2的优异性能。结果表明：在宽泛工艺参数范围内，脉冲激光能制备表面光滑的完全重熔重结晶球形坯体；且发现任何功率密度下都存在熔融制坯所需的特定作用时间（脉冲时长），该脉冲时长在功率密度510-1275W/mm2、比能值5-255J/mm2条件下为10-200ms范围。有效制备出直径1000-4000μm的坯体，清晰证实激光与陶瓷粉末的高效耦合。通过非热转变形成完整t'相并伴生少量三方相（r）。
关键词： 颗粒，t相，α-氧化铝，氧化锆-氧化钇-氧化铝，激光制粒
更新于2025-09-09 09:28:46