晶粒取向对激光快速凝固形态的影响VIP免费

第�卷第�燕,!∀年#月材料科学进展∃%&∋()%∗++,)−.,−/(0,(−++123。�,.2。�%454#67∀!∀晶粒取向对激光快速凝固形态的影晌姜明孙晓峰黄建国葛云龙江晓平胡壮麒8中国科学院金从研究所9摘县研究了一种.:荃定向合金徽光快邃熔凝的结晶形奋以及冷却速度对徽光婚扭组织的形晌。结呆表明,,滋光快逮握固结晶形态吸烈地依核于熔池边界墓材的晶较取向。滋光熔区的且;组织尺度与冷却遨崖有关。关;润橄光快邀搜固,晶较取向,择优生长,胞状枝晶7前古/激光表面熔凝技术引起了人们的广泛关注〔’一吕’。在激光熔化区的热传导计算和显微组织与结构等方面报道了大量的研究结果“一“’。但是,有关激光快速凝固过程机理方面的研究工作却很少报道。本文试图研究一种.:基定向合金不同晶粒取向的激光快速凝固形态,比较不同冷却速度下熔区显微组织的尺度,加深对激光快速凝固过程的认识。<实验方法=>�∀合金和一种.:基定向合金分别用?2≅连续激光器和钦玻璃固体脉冲激光器进行熔凝处理。对.:基定向合金采取了与定向方向平行和垂直两种处理方式,以研究这两个不同取向对快速凝固结晶形态的影响。表7是,0≅连续激光和脉冲激光的处理参数。为了比较冷却速度对显微组织尺度的影响,在激光辐照之前,.:基定向合金试样分别进行了表7两种激光处理参数&ΑΒ3Χ7&ΔΧΕΑΦΑΓΧ6ΧΦ#2Η3Α#ΧΦΓΧ36ΧΙΕΦ2ΧΧ##:ϑ5/2,ΗΦΚΛΧ一ΓΙ认ΦϑΧ6ΧΦ∃236山/6ΔΓ口7Μ口幻皿刀比ΓΑ寰ΝΦΑ6Χ+,七ϑ七厄424,,0,Δ,Φ7,Ο一Π;ΜΟ;<一Ο;�−力华Θ/23,Ι4ΦΑΡ2;们口,/4址如ΡΙ玩鹅Φ!Ο一7ΟΟ7。Ο一7;ΜΟ;<ΣΧΟ;�一。ΜΜ年一月�∀一合金激光熔凝后的熔区形貌。熔区内一般呈外延生长的特征,但基材相邻晶粒的外延生长形态却各不相同,它们的胞状枝晶的取向在空间上互成一定的角度。光斑直径与熔化深度相比大得多,可近似为热流过程为一维单向传热〔“’。熔区内形态各异的外延生长胞状枝晶的形成,显然是由于基材相邻晶粒之间存在较大位向差所造成的,在相同的热流传导条件下,熔区的结晶形态与基材晶粒取向有关。3Α#仑Φ匕舒公Γ0#ΧΦΒΧ口叽,0一州0�住伪一�图!∀#∃%合金脉冲激光熔凝的结晶形貌图&∋(基定向合金激光熔凝处理示意图)(∗+!,−../012344(5.678/9−848∗0)(∗+&:.−.732(.6(3∗/378;2−.981(2(8<8;9=41.431./7.42.6>8<.(<2/.32.6?0431./7.42(<∗(<6(/..≅∀#∃8344802(8<34184(6(;(.6∋(一?31.34」480为了进一步解释这一现象,在∋(基定向合金上进行如图&所示的激光熔凝处理。当激光束沿定向生长方向辐照时,在熔区内形成沿原定向方向内延生长的胞状枝晶组织Α图ΒΧ,基材相邻晶粒外延生长的胞状枝晶形态相同,取向亦相近。在该熔池边界,基材相邻晶粒的位向相近,并且基材择优生长取向与热流方向相同,因此这种叠加效果促进了沿热流方向的择优生长,在熔区内形成了取向一致的胞状枝晶。图Β3是连续激光熔区的胞状枝晶形态,与脉冲激光熔区Α图Β?Χ相比,枝晶尺寸相对粗大并且显露出二次枝晶形貌,而在脉冲激光熔区内,枝晶尺寸较为细小,几乎见不到二次枝晶的痕迹。其原因在于脉冲激光熔区的冷却速度比连续激光的大。在激光快速凝固条件下,熔区显微组织的尺度主要取决于冷却速度。熔区显微组织尺度与冷却速度的关系符合下列公式5“,5一这里66ΔΕΒ+Ε∃ΒΦ,Γ一Η·Ι8ϑΚ为平均枝晶间距印7Χ,,Λ为平均冷却速度Α℃Μ:Χ。�ΜΟ·材料科学进展7∀!∀年图�.:基定向合金激光熔凝的结晶形态8光束平行于定向方向9∋:5;�&ΔΧΧ≅Θ#6Α33:ΧΙΓ2ΦΕΔ2325Θ2Η3Α≅ΧΦΓΧ362Ι2ϑΧ:ϑΙ生ΦΧΧ6:2ϑΑ3#23:Ι生Η:ΧΙ.:一ΒΑ≅ΧΑ332Θ∗Α≅。ΦΒΧΑΓΕΑΦΑ3323626Δ22血ϑ6Α6】2ϑ2笙Ι:ΦΧ...