机械工程材料

作者：阮江涛, 潘宏利, 王宇航, 肖霞

关键词：激光熔化沉积, 传热传质, 温度梯度, 搭接区域, 显微组织

以IN718合金为研究对象，考虑熔池质量、热源耗散、动量及固液相变建立三维多相流数值模型，通过单层三道激光熔化沉积试验进行了验证；采用建立的模型模拟了熔池的传热传质行为，结合试验结果分析了搭接区域重熔现象和温度梯度分布对显微组织的影响。结果表明：模拟得到单层三道激光熔化沉积层的最大高度和宽度与试验结果的相对误差小于6%，沉积层形貌与试验结果相似，验证了所建模型的有效性。在三道激光熔化沉积过程中熔池的最高温度先升后降再升。熔池横截面上熔体从熔池中心向两侧流动，第一道熔池横截面流场关于熔池中轴线对称，第二、三道熔池横截面流场向搭接方向倾斜；熔池纵截面流场前端形成顺时针涡流，中后端形成逆时针涡流，第二、三道熔池中后端涡流区域范围扩大，后端形成新的涡旋区。搭接区域由于发生重熔以及存在集中分布的非对称温度梯度，形成细小且沿最大热流方向（指向后续沉积位置）生长的柱状晶带。

来源：2025年第11期

《机械工程材料》期刊编辑部

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