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基于环形光束激光粉末床熔融成形IN939镍基合金组织调控研究
1
作者
韩泉泉
刘国杰
+6 位作者
隋仲阳
武猛
张振华
王丽乔
武德凡
赵鹏
高正江
《航空制造技术》
北大核心
2025年第20期28-38,共11页
激光粉末床熔融增材制造技术在成形复杂结构金属构件和提高材料利用率等方面极具优势,然而传统高斯激光源受限于不均匀的能量分布和有限的光斑直径,表现出工艺窗口窄、成形效率低等不足。本研究通过光束整形技术得到能量分布更为均匀的...
激光粉末床熔融增材制造技术在成形复杂结构金属构件和提高材料利用率等方面极具优势,然而传统高斯激光源受限于不均匀的能量分布和有限的光斑直径,表现出工艺窗口窄、成形效率低等不足。本研究通过光束整形技术得到能量分布更为均匀的环形光束,制备了IN939镍基高温合金,并开展了组织调控研究。研究结果表明,相比高斯激光,环形光束能在较大工艺窗口内有效抑制匙孔缺陷,熔池深宽比减小到0.14,传热模式由匙孔模式变为传导模式。仿真结果表明,环形光束下熔池温度梯度显著降低,峰值速度减小37%,熔池流动行为更加稳定。另外,环形光束成形的IN939试样柱状晶沿<001>择优生长,立方织构显著(织构强度最大值为12.59),低角度晶界占比达57.1%,有利于减少开裂风险,而且试样表面粗糙度Ra由5.8μm降低到4.0μm,成形质量得到有效改善。
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关键词
增材制造
激光粉末床熔融
环形光束
IN939合金
微观组织
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职称材料
题名
基于环形光束激光粉末床熔融成形IN939镍基合金组织调控研究
1
作者
韩泉泉
刘国杰
隋仲阳
武猛
张振华
王丽乔
武德凡
赵鹏
高正江
机构
山东大学机械工程学院
中航迈特增材科技有限公司
出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第20期28-38,共11页
基金
山东省自然科学基金(ZR2022ZD08,ZR2023YQ053)。
文摘
激光粉末床熔融增材制造技术在成形复杂结构金属构件和提高材料利用率等方面极具优势,然而传统高斯激光源受限于不均匀的能量分布和有限的光斑直径,表现出工艺窗口窄、成形效率低等不足。本研究通过光束整形技术得到能量分布更为均匀的环形光束,制备了IN939镍基高温合金,并开展了组织调控研究。研究结果表明,相比高斯激光,环形光束能在较大工艺窗口内有效抑制匙孔缺陷,熔池深宽比减小到0.14,传热模式由匙孔模式变为传导模式。仿真结果表明,环形光束下熔池温度梯度显著降低,峰值速度减小37%,熔池流动行为更加稳定。另外,环形光束成形的IN939试样柱状晶沿<001>择优生长,立方织构显著(织构强度最大值为12.59),低角度晶界占比达57.1%,有利于减少开裂风险,而且试样表面粗糙度Ra由5.8μm降低到4.0μm,成形质量得到有效改善。
关键词
增材制造
激光粉末床熔融
环形光束
IN939合金
微观组织
Keywords
Additive manufacturing
Laser powder bed fusion
Donut laser beam
IN939 alloy
Microstructure
分类号
V254 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于环形光束激光粉末床熔融成形IN939镍基合金组织调控研究
韩泉泉
刘国杰
隋仲阳
武猛
张振华
王丽乔
武德凡
赵鹏
高正江
《航空制造技术》
北大核心
2025
0
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