铁/镍元素粉末的选区激光熔化过程扩散动力学研究

发布时间：2023-06-06 20:48

　　异质粉末3D打印,即采用纯元素或简单合金粉末混合进行3D打印,可以省略冶炼和制粉流程,在打印中直接完成冶金过程,相比传统基于均质金属粉末的3D打印,该法流程缩短、粉末种类减少,具有重要的发展价值。本文针对选区激光熔化(SLM)打印过程,提出了异质金属粉末直接3D打印冶金的技术原理,并以Fe基合金为例分析了各类元素的扩散动力学。计算表明,通过提高SLM脉冲峰值温度、延长熔态时长、减小合金粉末粒径、增加后续高温热处理等方法可以大幅提高打印过程中的元素扩散效率,实现成分均匀化。SEM和EDS实验结果显示,提高SLM脉冲峰值温度、延长熔态时长能有效提高扩散效率,与计算结果吻合。

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【文章目录】：
0 引言
1 异质粉末SLM打印的扩散动力学模型
    1.1 异质粉末SLM打印的物理模型
    1.2 异质粉末SLM打印扩散动力学模型
2 扩散动力学计算结果分析
    2.1 计算结果的表征
    2.2 SLM工艺参数对扩散均匀性的影响
        2.2.1 粉末粒径对扩散均匀性的影响
        2.2.2 峰值脉冲温度T与熔态时长t对扩散均匀性的影响
    2.3 Ni元素在Fe中的SLM扩散均匀性
        2.3.1 典型SLM工况下合金元素的扩散均匀性
        2.3.2 高温热处理对异质粉末SLM扩散均匀性的影响
3 异质粉末SLM打印实验验证
    3.1 实验方案
    3.2 金相分析
    3.3 微观组织成分分布
        3.3.1 微观组织成分点扫
        3.3.2 微观组织成分线扫
4 结论



本文编号：3832198