铝锰钪锆选区激光熔化成形过程介观尺度数值模拟

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摘要：选区激光熔化（SLM）制造零件的微观结构和缺陷与SLM单/双熔道成形质量密切相关，实验方法难以在介观尺度下解释物理现象复杂的熔道成形规律。以铝锰钪锆合金为成形材料，建立SLM介观尺度下的单/双熔道数值模型，完成SLM单/双熔道成形实验并验证模型的准确性。借助数值模型研究SLM熔池演变的基本规律；研究在200～400 W的激光功率下，单熔道形貌、熔池温度与熔池尺寸等熔池特征随激光功率的变化规律，发现激光功率为360 W、扫描速度为1.0 m/s时，单熔道成形质量最好；研究在360 W的激光功率、1.0 m/s的扫描速度下，扫描间距为60 μm、80 μm和120 μm 时双熔道搭接行为、双熔道形貌演变规律，发现扫描间距为80 μm时双熔道成形质量好，成形效率高；结合多熔道SLM成形实验筛选出合适的体积能量密度（VED），在107～139 J/mm3的VED范围内，成形熔道连续、光滑。（剩余16683字）