[發明專利]一種Inconel 625合金多層多道激光熔覆過程中晶體生長數值模擬方法

有效

• 申請號: 202010130660.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111370078B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 張敏;郭宇飛;黃超;郭釗;張立勝;王剛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了一種Inconel625合金多層多道激光熔覆過程晶體生長數值模擬方法，具體步驟如下：首先定義第一層第一道熔池形狀并建立枝晶的形核與生長模型，然后建立溶質分配與擴散模型，再依次建立第一層第二道、第二層第一道、第二層第二道熔池的晶體生長模型，最后編寫計算機程序，輸入Inconel 625合金熱物性參數以及各種激光熔覆工藝參數，導入模擬計算軟件，進行計算即可得到模擬結果。本模型相比于實驗研究更加的省時省力，節約資源，能夠進行不同激光熔覆工藝參數下枝晶生長狀況的模擬，為實際激光熔覆工藝的選擇提供參考。

技術領域

本發明屬于金屬材料激光熔覆數值模擬技術領域，涉及一種Inconel 625合金多層多道激光熔覆過程中晶體生長數值模擬方法。

背景技術

Inconel 625合金粉末具有良好的潤濕性、高溫自潤滑作用以及適中的價格，因此，非常適合作為一種激光熔覆材料。對基材表面進行激光熔覆Inconel 625合金，不但可以有效的改善基體材料的表面性能，而且熱變形小，易于自動化生產。激光熔覆過程是一個高溫、動態、復雜的冶金過程，采用傳統的實驗方法難以實時觀察與研究激光熔覆的整個凝固過程，而激光熔覆過程中溫度場的變化與熔覆層的組織演變對熔覆層最終的力學性能起著決定性作用，因此，尋找一種新型的研究Inconel 625合金激光熔覆過程的方法就具有重要的意義。

隨著計算機技術的快速發展，數值模擬方法被應用到材料科學領域，該方法能夠在計算機上直觀的再現激光熔覆過程中溫度場的變化以及熔覆層的組織演變過程，彌補了傳統實驗研究方法的不足。采用數值模擬技術對不同激光熔覆工藝下Inconel 625合金熔覆過程中溫度場的變化以及熔覆層組織演變的研究，對于調控熔覆層組織、改善熔覆層力學性能以及實際激光熔覆工藝的選擇具有重要的參考價值。目前，關于Inconel 625合金激光熔覆過程中晶粒生長的模擬主要為單道熔覆模擬，而多層多道模擬的研究較少，因此，建立一種Inconel 625合金多層多道激光熔覆過程中晶體生長數值模擬方法就尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種Inconel 625合金多層多道激光熔覆過程中晶體生長數值模擬方法，具有對調控熔覆層組織、改善熔覆層力學性能以及實際激光熔覆工藝的選擇提供指導的特點。

本發明所采用的技術方案是，一種Inconel 625合金多層多道激光熔覆過程中晶體生長數值模擬方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：定義第一層第一道熔池形狀；

步驟2：建立第一層第一道熔池中枝晶形核與生長模型；

步驟3：建立第一層第一道熔池中溶質分配與擴散模型；

步驟4：定義第一層第二道熔池形狀；

步驟5：建立第一層第二道熔池中枝晶形核與生長模型；

步驟6：建立第一層第二道熔池中溶質分配與擴散模型；

步驟7：定義第二層第一道熔池形狀；

步驟8：建立第二層第一道熔池中枝晶形核與生長模型；

步驟9：建立第二層第一道熔池中溶質分配與擴散模型；

步驟10：定義第二層第二道熔池形狀；

步驟11：建立第二層第二道熔池中枝晶形核與生長模型；

步驟12：建立第二層第二道熔池中溶質分配與擴散模型；

步驟13：計算并導出模擬結果。

本發明的特點還在于：

步驟1具體按照以下步驟實施：