楊 威，陳志國, ，汪 力，王一澎，魏 祥

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鎳基合金Inconel 740激光近凈成形多方向溫度場

楊 威1，陳志國1, 2，汪 力2，王一澎1，魏 祥1

(1. 中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，長沙 410083；2. 湖南人文科技學(xué)院 材料工程系，婁底 417000)

利用ANSYS有限元數(shù)值模擬研究鎳基高溫合金激光近凈成形中沉積方向(單層10道(0o方向)、斜對角10道(12o方向)、單道10層(90o方向))對第一道的熱影響規(guī)律，并結(jié)合實驗對模擬結(jié)果進行進一步的驗證。結(jié)果表明：沉積單道10層對第一道的熱影響最大。隨著層(道)數(shù)增加，3個沉積方向的溫度梯度均減小，單層10道方向與斜對角10道方向減小趨勢相同；熔覆過程中第一道上中心點應(yīng)力x由壓應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)變成拉應(yīng)力，并且沉積單層10道時第一道上的拉應(yīng)力數(shù)值最大。觀察鎳基合金Inconel 740成型后的組織發(fā)現(xiàn)，柱狀晶的生長方向從下到上呈外延生長特征并略偏向于材料沉積方向，與模擬結(jié)果一致。

數(shù)值模擬；鎳基高溫合金；激光近凈成形

激光近凈成形技術(shù)[1]在成型和修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的前景，近年來受到越來越多的關(guān)注[2]。由于其成形過程中熱影響區(qū)和熔池的尺寸較小，使得很難用實驗方法實時測量熔池的溫度和尺寸變化[3]。材料組織的形成取決于激光熔覆過程中的熱作用，所以準(zhǔn)確獲得成形過程中溫度場變化規(guī)律顯得極為必要。因此，對激光近凈過程中的溫度場進行數(shù)值模擬，有助于更好地理解成形過程中溫度場對熔覆層形貌與組織的影響[4]，對實際生產(chǎn)中的激光近凈成形具有較好的指導(dǎo)作用。

目前，對于激光近凈成形過程溫度場的模擬，相關(guān)學(xué)者做了大量的研究。HE等[5]通過建立激光雙道熔覆H13鋼模型，分析成形兩道過程中溫度的變化，發(fā)現(xiàn)先前熔覆道對第二道的溫度有較大的影響。CHEW等[6]研究了同軸送粉過程中粉末的作用形式，并模擬了單道和多道的應(yīng)力分布，結(jié)果表明，熔覆道的重熔降低了熔覆層間的拉應(yīng)力。由此可見，激光近凈成形道與道之間也存在較明顯的溫度和應(yīng)力的影響。YE等[7]通過有限元模擬了多層激光近凈成形過程中熔池的溫度分布，得出了熔池在薄墻中心時沿垂直于掃描方向的散熱速度比熔池在端點時快，論證了熱量散失主要由傳導(dǎo)而非對流決定。KUMAR等[8]借助不同的軟件模擬了5層薄壁墻在不同激光功率，掃描速率和間隔時間作用下熔覆層的形貌變化，發(fā)現(xiàn)隨著間隔時間的增加，第二道和第三道層高明顯大于其他道，表明熔覆層的傳熱方式發(fā)生了變化。GHOSH等[9]通過多層激光增材技術(shù)的模擬，研究了多層沉積過程中應(yīng)力的分布，對顯微組織的形成特點進行了分析，并結(jié)合實驗合理的解釋了裂紋產(chǎn)生的原因。盡管單層多道或者多層薄壁[10?14]激光近凈成形溫度場的模擬分析已經(jīng)相當(dāng)多，但是對于大型復(fù)雜構(gòu)件的模擬相對較少，多方向影響下激光近凈成形溫度的分布規(guī)律的研究目前還鮮有提及。因此，研究不同沉積方向?qū)τ诘谝坏赖臒嵊绊懸?guī)律意義重大。

本文作者研究了3種沉積方式(單層10道( 0o方向)、斜對角10道(12o方向)和單道10層(90o方向))對第一道的熱影響規(guī)律，并結(jié)合實驗對模擬結(jié)果進行了進一步的驗證，以期為激光近凈成形大構(gòu)件提供理論指導(dǎo)。

1 模型方案設(shè)計

激光近凈成形過程中，已熔覆道受到3個相鄰沉積道的影響，如圖1所示，本實驗分別從這3個沉積道的延伸方向(單層10道(0o方向)、斜對角10道(12o方向)和單道10層(90o方向))進行熔覆，采用“生死單元”[15]技術(shù)，研究后續(xù)層(道)對于第一道的影響。計算過程中，單層10道和斜對角10道均采取搭接率50%，激光掃描路徑沿圖2中上表面箭頭所示。

圖1 實驗原理設(shè)計圖

圖2 激光束移動軌跡示意圖

1.1 模型的建立

基板尺寸對于實驗過程中熔覆層溫度的變化有明顯的影響，厚基板雖然可以加快成形過程中熱量的散失，獲得更均勻的組織[16]，但會大幅增加模擬過程中的計算量。綜合考慮，基材選取尺寸為25 mm×20 mm×5 mm。利用solid70六面體八節(jié)點熱單元對有限元模型進行劃分，為了能準(zhǔn)確反映成形過程溫度場的分布規(guī)律，采用激光束掃描區(qū)域加密，其網(wǎng)格尺寸為0.125 mm×0.125 mm×0.1 mm，基板網(wǎng)格相對較疏，大小為1 mm×1 mm×1 mm的網(wǎng)格劃分方法，如圖3所示，在保證足夠計算精度的條件下，提高運算速度。

1.2 材料熱物性參數(shù)

本實驗采用的基體材料是45號鋼，熔覆粉末材料為鎳基合金Inconel 740，不同溫度熔覆材料和基板材料的物理參數(shù)如下圖4所示，成形過程中的相變潛熱采用等價比熱容法。材料的密度、導(dǎo)熱系數(shù)及比熱容對于結(jié)果有較大的影響，而且這些值隨著溫度的升高，表現(xiàn)出高度的非線性，很難保證溫度改變時，材料各種特征值能夠進行自動調(diào)整，所以需要提供幾個在不同溫度下的準(zhǔn)確值，根據(jù)材料特征值的變化規(guī)律利用插值法進行計算。

圖3 網(wǎng)格劃分示意圖

圖4 不同材料的熱物性參數(shù)

1.3 熱邊界條件的確定

為了簡化計算，對溫度場的數(shù)值模擬過程做以下假設(shè)：1) 熔覆層質(zhì)量與進入熔池的粉末量相等；2) 忽略熔覆過程中少量粉末氣化現(xiàn)象；3) 假設(shè)材料為各向同性；4) 忽略熔池內(nèi)對流作用的影響。

假設(shè)初始時，整個工作區(qū)處于環(huán)境溫度0=25 ℃中。其初始條件為

基體和熔覆層與空氣相接觸的各個面均與周圍環(huán)境存在著熱對流和熱輻射，屬于第三類邊界條件，方程為[17]

待系統(tǒng)冷卻到室溫時，

1.4 熱源以及控制方程

激光照射到工件表面時，試樣表面和內(nèi)部會產(chǎn)生隨時間變化的溫度場，由傅里葉定律和能量守恒定律推導(dǎo)出導(dǎo)熱微分方程，考慮材料內(nèi)部的相變潛熱，對三維導(dǎo)熱微分方程進行求解，可獲得溫度場的分布情況[18]：

激光近凈成形數(shù)值模擬熱源模型對溫度場的計算結(jié)果具有重要的影響，對于本實驗而言，在模型合理的前提下，高斯分布的熱源模型可以滿足要求，其熱流分布函數(shù)為

本研究的數(shù)值模擬選擇功率=200 W，掃描速度=500 mm/min，光斑直徑取=1 mm，取較小的時間載荷步0.0125 s，開啟自動時間步選項，保持模擬過程中高度收斂?？紤]到多層沉積時，如果不適當(dāng)控制溫度，隨著層數(shù)的增加，熱積累增加顯著，熔池的尺寸將明顯變大，致使材料內(nèi)部溫度迅速升高，不利于成形過程中的穩(wěn)定性。因此，通過調(diào)整每層的激光功率[19]，保持各層熔池的大小穩(wěn)定，如圖5所示，使模擬過程更準(zhǔn)確。

圖5 激光掃描到各層中心時熔池的寬度和形狀

2 模擬結(jié)果和分析

2.1 第一道上各點的溫度及溫度變化率

根據(jù)模擬的結(jié)果，考慮到“端點效應(yīng)[20]”引起熔覆層端點處熔池的溫度不斷升高，溫度梯度較大。在第一道光斑中心點的路徑上取等距離的3個樣點，如圖6所示，研究這些點溫度隨時間的變化規(guī)律。

圖6 熔覆層取樣點

圖7所示為熔覆單層10道、斜對角10道和單道10層3個方向時樣點1、2和3的溫度及溫度變化率曲線。由圖7(a)、(c)和(e)溫度變化曲線可以看出，各樣點的溫度循環(huán)曲線相似，每條曲線都經(jīng)歷10次從低到高再降低的循環(huán)過程，且曲線的熱循環(huán)震蕩幅值隨時間推移而依次減小，升溫的速率要高于降溫的速率。激光掃描到圖7(a)第二道時，樣點的最高溫度明顯減小，降到大約750 ℃，且離樣點的距離越遠(yuǎn)，對其影響越弱。在其溫度變化率曲線(見圖7(b))中，為1.5~ 3.0 s時，正負(fù)溫度變化率相比于前一道下降了一個數(shù)量級。熔覆第四道以后，各樣點的溫度變化率幾乎為0，說明沉積單層10道的過程中，從第五道開始后續(xù)道對第一道不產(chǎn)生溫度影響。從12o方向的溫度及溫度變化率曲線(見圖7(c)和(d))可以看出，沉積斜對角10道對第一道的熱影響規(guī)律與單層10道基本相同。由于該方向沉積過程中接觸第一道的面積最小，相同時間內(nèi)作用到目標(biāo)道上熱量少，所以沉積不同道時第一道上樣點的溫度變化率最小。90o方向各層對于第一道的熱影響相比于前兩個方向更明顯。當(dāng)激光移動到第二層時，第一層上樣點的最大溫度可達到1450 ℃，超過材料的熔點(1400 ℃)，滿足沉積多層過程中層間的熔化條件，并且激光掃描到第三層時，樣點的溫度波峰仍保持較大值(1000 ℃)。圖7(f)顯示，樣點在=14.9 s時，最大溫度變化率大約為1600 ℃/s，說明第十層對第一層仍有少量影響。

圖7 第一道上各樣點的熱循環(huán)曲線

2.2 樣點2的熱流量

激光熔覆過程中的熱流主要由熱傳遞的3種方式：傳導(dǎo)、對流和輻射決定，其中熔覆層之間的熱流傳遞可用傳導(dǎo)的傅里葉定律表示：

不同時刻的熱流值直接反映了其溫度場的變化，圖8所示為熱流變化曲線。比較3個方向沉積過程中，樣點2的熱流值變化曲線。由圖8中可以發(fā)現(xiàn)，樣點的熱流值在短時間內(nèi)就可以達到最大點，激光掃到第二道中心時，0o方向和12o方向樣點2的熱流值分別為3.83×107 W/m2和3.97×107 W/m2，兩者相差不大，但明顯小于90o方向該點的熱流值(1.23×108 W/m2)，說明了沉積單道10層時會有更多的熱量流入第一道。激光近凈成形過程中熔覆層間以熱傳導(dǎo)散失的熱量要大于與空氣間的熱對流散失的熱量，基體在沉積過程中，始終與大體積工作臺直接接觸，使得以熱傳導(dǎo)為主要方式的90o方向存在較大的傳熱路徑，所以熱量大部分沿著底部散失。

2.3 3個方向的溫度梯度

圖9所示為3個方向的溫度梯度變化曲線，圖中數(shù)字分別代表熔覆層(道)數(shù)。由圖9可看出：激光近凈成形過程中熔池的溫度梯度減小的速率隨著層(道)數(shù)增加而變緩，0°方向和12o方向的溫度梯度曲線變化形式一致，兩者溫度梯度差值保持為3×105℃/s左右。3個方向沉積第二道時，90°方向的溫度梯度值(8.85×106℃/s)要明顯大于0°方向(3.51×106℃/s)和12o方向(3.2×106℃/s)的溫度梯度值。隨著熔覆層數(shù)增加，熱量散失的方式由基板轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^已熔覆層和周圍空氣散出，熔池的散熱條件變差，冷卻方式發(fā)生了變化[21]，所以溫度梯度曲線的斜率隨著層數(shù)增加而逐漸降低。

圖9 不同方向的溫度梯度分布曲線

2.4 第一道上的應(yīng)力分布

激光熔覆過程中由于材料溫度變化會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，其中沿掃描方向的縱應(yīng)力x對裂紋產(chǎn)生具有重要影響[22]。圖10所示為3個方向沉積過程中，第一道上中點縱應(yīng)力x曲線。

圖10 第一道上中心沿掃描方向的應(yīng)力曲線

由圖10可以看出，3個方向熔覆層(道)數(shù)增加時，第一道上中心處由壓應(yīng)力逐漸變成拉應(yīng)力，而且最大拉應(yīng)力數(shù)值緩慢降低。沉積單層10道過程中第一道上中心處的拉應(yīng)力數(shù)值要大于熔覆斜對角10道和單道10層時的拉應(yīng)力數(shù)值。

圖11所示為3種情況熔覆第二道結(jié)束后，第一道上沿試樣長度方向路徑上的縱應(yīng)力分布曲線。從圖中可以看出，熔池附近存在較大的拉應(yīng)力，且0°方向沉積第二道時，第一道上拉應(yīng)力峰值最大。

激光近凈成形過程中材料在激光的照射下，經(jīng)歷了一個不均勻的快速加熱和冷卻過程。熔覆材料被迅速加熱至熔點而受熱膨脹的過程中，由于受到周圍較冷區(qū)域的約束，使該部分材料將承受一個壓應(yīng)力的作用。因為90°方向作用于第一道上的熱影響最大(見圖(8))，故在激光束加熱過程中產(chǎn)生的壓應(yīng)力值也最大(見圖(10))。而材料在冷卻收縮過程中由于不能自由收縮而受到周圍區(qū)域不同程度的束縛，使熔覆層局部受到一個拉應(yīng)力的作用。沉積單層10道過程中，能量輸入最大，材料快速冷卻受到的收縮約束力最顯著，使得第一道上存在較大的拉應(yīng)力。若拉應(yīng)力太大會使材料沿某一方向發(fā)生塑性變形，造成熔覆層局部開裂。

圖11 第二道沉積結(jié)束后第一道上縱應(yīng)力沿路徑的分布

3 實驗與模擬結(jié)果的對比

為了驗證模擬的合理性，采用500 W光纖激光器對鎳基高溫合金Inconel 740粉末進行激光近凈成形實驗。圖12所示為Inconel 740成型件橫截面中部的顯微組織。材料沉積過程中，熔覆層的熱量主要通過基體散失，而散熱的方向影響著柱狀晶的生長方向。從圖12中可以看出，熔覆層中的柱狀晶整體沿某一特定方向擇優(yōu)生長，其中，由于重熔區(qū)(見圖12(a))的組織經(jīng)過二次加熱，形成的局部晶粒較為粗大，而且柱狀晶整體沿?zé)崃髫?fù)方向呈外延生長特性。熔覆過程中熔池內(nèi)的熱流擴散方向并非嚴(yán)格垂直于基板，熱量沿基板散失的同時也有部分沿向已熔覆區(qū)域擴散，導(dǎo)致最終柱狀晶生長方向沿?zé)崃髀云诖怪被宸较?。由實驗對比可以看出，模擬結(jié)果基本驗證了熔覆層內(nèi)柱狀晶晶粒的生長方向。

圖12 Inconel 740垂直掃描方向顯微組織

4 結(jié)論

1)3個沉積方向?qū)Φ谝坏赖臏囟扔胁煌挠绊?，沉積單道10層明顯大于沉積單層10道和斜對角10道時第一道上的溫度變化率及熱流值。

2)3個方向的溫度梯度隨著層(道)數(shù)增加而減小，且減小的速率變緩；單層10道與斜對角10道方向溫度梯度曲線減小的趨勢相同。

3)熔覆過程中，第一道上中心點應(yīng)力x由壓應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)變成拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力數(shù)值緩慢降低，且沉積單層10道時，第一道上拉應(yīng)力數(shù)值最大，對裂紋產(chǎn)生的影響最大。

4)鎳基合金Inconel 740成型件微觀組織生長方向從下到上呈外延生長特征并略偏向于材料沉積方向，驗證了模擬過程中組織的生成受熱影響作用的結(jié)果。

[1] 譚樹杰, 李多生, QIN Qing-hua, 劉紅兵, 廖小軍, 蔣 磊. 激光3D 打印80Ni20Cr 合金的顯微組織及力學(xué)性能[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2017, 27(8): 1572?1579. TAN Shu-jie, LI Duo-sheng, QIN Qing-hua, LIU Hong-bing, LIAO Xiao-jun, JIANG Lei. Microstructure and mechanical properties of 80Ni20Cr alloy manufactured by laser 3D printing technology[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2017, 27(8): 1572?1579.

[2] 單雪海, 周建平, 許 燕. 金屬快速成型技術(shù)的研究進展[J]. 機床與液壓, 2016, 44(7): 150?154. SHAN Xue-hai, ZHOU Jian-ping, XU Yan. Research review of metal rapid prototyping technology[J]. Machine Tool & Hydraulics, 2016, 44(7): 150?154.

[3] HAO M Z, SUN Y W. A FEM model for simulating temperature field in coaxial laser cladding of Ti6AL4V alloy using an inverse modeling approach[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013, 64(3): 352?360.

[4] 徐成偉, 王振全, 胡 欣, 黃成功. 1Crl7Ni2不銹鋼表面激光熔覆層的微觀組織和性能研究[J]. 表面技術(shù), 2011, 40(1): 11?13.XU Cheng-wei, WANG Zhen-quan, HU Xin, HUANG Cheng-gong. Research on microstructure and property of laser cladding layer on 1Crl7Ni2 stainless steel[J]. Surface Technology, 2011, 40(1): 11?13.

[5] HE X, YU G, MAZUMDER J. Temperature and composition profile during double-track laser cladding of H13 tool steel[J]. Journal of Applied Physics, 2010, 43(1): 015502.

[6] CHEW Y X, PANG J H L, BI G J, SONG B. Thermo-mechanical model for simulating laser cladding residual stresses with single and multiple cladbeads[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2015, 224: 89?101.

[7] YE R Q, SMUGERESKY J E, ZHENG B L, ZHOU Y Z, LAVERNIA E J. Numerical modeling of the thermal behavior during the LENS?process[J]. Materials Science and Engineering, 2006, 428(1/2): 47?53.

[8] KUMAR A, PAUL C P, PADIYAR A S, BHARGAVA P, MUNDRA G, KUKRERA L M. Numerical simulation of laser rapid manufacturing of multi-Layer thin wall using improved mass addition approach[J]. Numerical Heat Transfer Applications, 2014, 65(9): 885?910.

[9] GHOSH S, CHOI J. Modeling and experimental verification of transient/residual stresses and microstructure formation in multi-layer laser aided DMD process[J]. Journal of Heat Transfer, 2006, 128(7): 662?679.

[10] FARAHMAND P, KOVACEVIC R. An experimental numerical investigation of heat distribution and stress field in single and multi-track laser cladding by a high-power direct diode laser[J]. Optics & Laser Technology, 2014, 63(4): 154?168.

[11] WANG M D, SHI S H, LIU X B, SONG C F, SUN L N. Numerical simulation on temperature field in muti-layers inside-beam powder feeding when laser cladding[J]. Key Engineering Materials, 2012, 499(4): 114?119.

[12] ZHANG Y J, YU G, HE X L, NING W J, ZHENG C Y. Numerical and experimental investigation of multilayer SS410 thin wall built by laser direct metal deposition [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2012, 212(1): 106?112.

[13] VASINONTA A, BEUTH J L, GRIFFITH M L. A process map for consistent build conditions in the solid free form fabrication of thin-walled structures[J]. Journal of Manufacturing Science & Engineering, 2001, 123(4): 615?622.

[14] ZHAO H H, ZHANG G J, YIN Z Q, WU L. Three-dimensional finite element analysis of thermal stress in single-pass multi-layer weld-based rapid prototyping [J]. Journal of Materials Processing Tech, 2012, 212(1): 276?285.

[15] 張秀輝, 胡仁喜, 康士廷. ANSYS 14.0有限元分析從入門到精通[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2013: 281?283. ZHANG Xiu-hui, HU Ren-xi, KANG Shi-ting. ANSYS 14.0 finite element analysis: From entry to mastery[M]. Beijing: China Machine press, 2013: 281?283.

[16] 韓遠(yuǎn)飛, 吳鑫華, 梅俊發(fā), JARVIS T, SHURVINTON J.基板厚度對激光直接成形Ti6A14V合金顯微組織和溫度歷史的影響[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2013, 23(1): 24?28. HAN Yuan-fei, WU Xin-hua, MEI Jun-fa, JARVIS T, SHURVINTON J. Effect of substrate thickness on microstructure and temperature history of direct laser fabricated Ti6AI4V alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2013, 23(1): 24?28.

[17] LABUDOVIC M. A three dimensional model for direct laser metal powder deposition and rapid prototyping[J]. Journal of Materials Science, 2003, 38(1): 35?49.

[18] 張 哲, 韓 彬, 王 勇, 王楠楠. 工件形狀對激光相變硬化溫度場和應(yīng)力場的影響[J].中國激光, 2012, 39(8): 1?7.ZHANG Zhe, HAN Bin, WANG Yong, WANG Nan-nan. Effects of the shape of workpiece on temperature and stress field distribution during Laser transformation Harding[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(8): 1?7.

[19] WANG L, FELICELLI S, GOOROOCHUM Y, WANG P T, HORSTEMEYER M F. Optimization of the LENS process for steady molten pool size[J]. Materials Science and Engineering, 2008, 474(1/2): 148?156.

[20] 曾大文, 謝長生. 激光熔池三維非穩(wěn)態(tài)對流傳熱過程的數(shù)值模擬[J].激光技術(shù), 2002, 26(2): 102?105. ZENG Da-sheng, XIE Chang-sheng. Numerical simulation for the process of 3D transient convection and heat transfer in the molten pool[J]. Laser Technology, 2002, 26(2): 102?105.

[21] ZHENG B, ZHOU Y, SMUGERESKY J E, SCHOENUNG J M, LAVERNIA E J. Thermal behavior and microstructural evolution during laser deposition with laser-engineered net shaping: part Ⅰ. Numerical calculations[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2008, 39(9): 2228?2236.

[22] 姜秋月. 多道激光熔覆應(yīng)力場的模擬分析[J]. 熱加工工藝, 2011, 40(6): 124?127. JIANG Qiu-yue. Simulation analysis on stress fieid of multi-track laser cladding[J]. Hot Working Technology, 2011, 40(6): 124?127.

Multi-direction temperature field of Inconel 740 nickel based alloy in laser engineered net shaping

YANG Wei1, CHEN Zhi-guo1, 2, WANG Li2, WANG Yi-peng1, WEI Xiang1

(1. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Materials Engineering Department, Hunan University of Humanities Science and Technology, Loudi 417000, China)

The thermal influences of deposition direction(Single layer and 10 tracks (0° direction), diagonal 10 tracks (12° direction), single track and 10 layers (90° direction)) on the first track in the laser engineered net shaping of nickel-based superalloy were studied by ANSYS finite element numerical simulation, and the simulation results were further validated by experiments. The results show that the deposition of single track and 10 layers has the greatest impact on the first track. As the number of layers (tracks) increasing, the temperature gradients in the three directions decrease, and the decrease trend of the single track and 10 layers direction is same as that of the diagonal 10 tracks direction. During the cladding process, the stressxon the first center is gradually converted from compressive stress to tensile stress, and the maximum tensile stress is obtained on the first track when the monolayer 10 tracks is deposited. Observation of the microstructure of nickel base alloy Inconel 740 after forming indicates that the growth direction of columnar crystals is characterized by epitaxial growth from bottom to top, and slightly inclines to the direction of material deposition which is in good agreement with the simulation results.

numerical simulation; nickel based superalloy; laser engineered net shaping

Project(2016JC2007) supported by the Key Program of Applied Fundamental Research of Hunan Province, China

2017-07-03;

2017-11-15

CHEN Zhi-guo; Tel: +86-738-8325517; E-mail: zgchen@mail.csu.edu.cn

湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究重點項目(2016JC2007)

2017-07-03；

2017-11-15

陳志國，教授，博士；電話：0738-8325517；E-mail: zgchen@mail.csu.edu.cn

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.08.11

1004-0609(2018)-08-1579-08

TG146

A

(編輯 王 超)