激光熔覆316L粉末多层堆积过程中熔覆层Cr元素分布机制研究

摘要：

为了研究激光熔覆316L粉末多层堆积过程中熔覆层的Cr元素分布机制,建立了一种基于体积平均法的三相熔化凝固模型,模拟多层激光熔覆过程中的熔池流动、传热和传质现象.对模拟结果与实验结果进行比较分析,验证了模型的可靠性.通过分析激光熔覆多层316L粉末过程中的温度场、流场以及元素分布的瞬态变化,以Cr元素作为粉末的示踪元素获得了熔覆层的元素分布机制.结果表明:由于Marangoni效应,熔池内形成了位于熔池前端的顺时针方向涡流和后端的逆时针涡流,熔池最大流速出现在熔池后端表面;在前三层熔覆过程中,随着层数增加,熔池表面温度梯度下降导致熔池最大流速减小,而在热积累作用下熔池体积明显增大,但熔池内部流态不发生改变.同时,第二、三层熔覆时熔覆层发生部分重熔,重熔区内的基体元素在熔池内被粉末元素再次稀释,导致粉末元素的含量在熔覆层内逐层上升,最终获得从基体元素向粉末元素过渡的熔覆层.

关键词：激光技术、多层激光熔覆、元素分布、数值模拟

所属期刊栏目：50

分类号：TG174.4;TG111.4(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;浙江省领雁研发攻关计划;浙江省公益技术应用研究项目

在线出版日期：2023-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：121-133