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超级合金激光增材制造中不同冷却速率下的晶粒尺寸演变
摘要： 激光增材制造中的加工参数对凝固微观结构（尤其是晶粒尺寸）具有关键影响，从而影响最终产品的性能。本文通过实验研究了扫描速度、激光功率和送粉速率等加工参数对激光金属沉积过程中凝固轨迹晶粒尺寸的影响。同时建立了一个考虑传热、相变和马兰戈尼对流的三维模型，用于模拟凝固参数（特别是冷却速率G×R）以阐明其内在机制。实验与模拟结果表明：随着扫描速度从2 mm/s提升至10 mm/s，冷却速率增大且晶粒尺寸从8.7 μm减小至4.7 μm；相反，激光功率和送粉速率的增加会导致冷却速率降低及晶粒尺寸增大。数值模拟与实验结果为增材制造工艺提供了微观结构调控与性能优化的潜在可能。
关键词： 晶粒尺寸，激光增材制造，高温合金，凝固，冷却速率
更新于2025-11-21 11:18:25
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MultOpt++：一种基于快速回归的模型，用于开发对元素浓度离散具有高鲁棒性的成分体系
摘要： "按设计合成合金"是指基于数值模拟的新型合金开发技术。这类方法广泛应用于镍基高温合金领域，以提高合金开发的成功率。在采用数值优化成分进行合金生产时，元素浓度不可避免地会出现波动。本文研究了这种波动对合金性能的影响，重点阐述了通过数值模拟识别比其他成分更具稳健性的合金成分的途径。在我们先前开发的合金开发程序包MultOpt中，由于传统灵敏度计算需要较高计算成本，我们引入了一个表征后优化过程中合金元素变化对最终合金性能影响的灵敏度参数。本研究推导出一种基于回归的灵敏度计算模型，该模型仅需一次性计算回归系数即可应用，适用于不确定度范围内近似线性行为的任意函数。该模型成功应用于计算驱动的合金设计工作流程，通过将制造过程不精确性导致的成分灵敏度作为额外最小化目标，从而优化合金选择。
关键词： 敏感性，CALPHAD（相图计算与热力学数据库），回归分析，设计合金，高温合金
更新于2025-09-23 15:23:52
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电磁搅拌辅助激光修复Inconel718高温合金的显微组织与拉伸性能
摘要： 采用电磁搅拌辅助激光修复技术（EMS-LR）在不同磁场电流条件下对带V型槽的Inconel718高温合金试样进行了实验修复。系统研究了磁场电流对单道次修复区（RZ）形貌、多层修复区微观组织及力学性能的影响。微观组织观察表明：当采用优化工艺参数时，修复区与基体实现了冶金结合。未施加电磁搅拌时，修复区形成沿沉积方向外延生长的粗大柱状晶；随着磁场电流增大，液态金属对流促使组织由粗大柱状晶向细小等轴晶转变。强烈的液态金属对流冲刷作用会影响枝晶间γ+Laves共晶反应并抑制Laves相生长。电磁搅拌能在一定程度上改善液态金属铺展性——实测单道熔覆宽度与熔覆高度比从无电磁搅拌时的3.26分别提升至磁场电流20A、40A和60A时的3.33、4.14和5.14，同时熔深呈反向降低趋势。修复件的抗拉强度从无磁场时的487MPa分别提高至20A、40A和60A磁场电流下的510MPa、673MPa和770MPa。
关键词： 电磁搅拌、激光修复、高温合金
更新于2025-09-16 10:30:52