304LN表面沉积异质合金过程多组元传输行为数值模拟

目的探究在304LN不锈钢表面上激光沉积Stellite 6合金过程中的多元素传输机制。方法采用流体体积法VOF(Volume of Fluid),建立气-液两相传热传质激光沉积模型。模型中使用改进VOF法对熔池表面进行追踪,结合多组分传输模型与熔凝杠杆原则(Lever Rule),对异质材料熔覆界面的多元素传输进行模拟,采用扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)观察组织结构和元素分布,对比模拟结果分析多组沉积层宏观形貌和元素分布特征。结果沉积过程中,熔池的流动与材料导热对温度的传输起着重要作用,前端对流不断地将已熔化的基材金属运输至熔池中部,后端对流则将卷积的Fe元素和Co元素进一步混合。最终沉积层的宏观形貌平均误差为2.67%,主要元素Fe、Co、Cr的质量分数误差分别为0.64%、1.27%、0.31%。结论Fe元素浓度整体区域分布相对均匀,但在沉积层底部,Fe元素浓度迅速升高,Co元素浓度随沉积深度加深逐渐降低,Cr元素在沉积层中部富集的分布特性。该优化后的模型可以准确模拟异质合金沉积过程中的温度场、流场与质量传输过程。

脉冲激光增材修复TC1格栅结构组织及力学性能

针对航空TC1合金薄壁精细结构高性能修复难题,开展薄板和格栅结构脉冲激光增材修复工艺研究,通过宏观和微观组织分析、板状试样拉伸、格栅试样模拟压缩等系统评价了修复质量。结果分析表明:而在激光功率600~1000 W、脉冲时间100 ms的工艺条件下,修复区域与基体呈现良好的冶金结合,在脉冲激光修复高温度梯度条件下,可以形成相比于原始格栅破坏位置组织更加细小且体积比更多的针状马氏体α′相;同时脉冲激光修复薄板样件的抗拉强度和屈服强度略高于锻造态,而延伸率呈一定程度下降。经过脉冲修复的格栅试样,在模拟条件压缩过程中的最大平均破坏力从原始态2.5 kN提升到3.58 kN。