شبیهسازی عددی ریزساختار انجماد در فرایند ذوب انتخابی بوسیله لیزر و بررسی اثر پارامترهای فرآیند بر مورفولوژی دانهها
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف
doi
10.22034/frj.2020.209247.1110چکیده
در فرآیند ساخت افزایشی فلزات توانایی پیشبینی و کنترل ریزساختار، میتواند نیاز به عملیات حرارتی متعاقب را کاهش داده و فرآیند کیفیتسنجی قطعه ساختهشده را سرعت بخشد. توانایی پیشبینی و کنترل ریزساختار مواد در روش رسوبدهی با لیزر نیاز به درک شرایط حرارتی طی فرایند انجماد دارد. به این منظور، در این تحقیق ارتباط میان نرخ سرد شدن و شیب دما حین انجماد موضعی، و پارامترهای کنترلی فرآیند رسوبدهی لیزر مانند توان، شعاع پرتو و سرعت اسکن لیزر، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور در قسمت اول پروژه نرخ سرمایش و شیب حرارتی در خلال انجماد بهصورت عددی با حل معادله انتقال حرارت مربوطه به کمک روش اجزای محدود محاسبه شد و سپس نتایج حاصل شامل پارامترهای انجمادی ذکرشده روی نقشه انجمادی آلیاژ Ti6-Al4-V جهت پیشبینی ریزساختار انجمادی تصویر شد. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییرات توان، شعاع و سرعت اسکن پرتو لیزر، بسته به شرایط فرایند میتواند تأثیر قابلتوجهی بروی نرخ سرد شدن و شیب دمایی حین فرآیند انجماد داشته باشد، بطوریکه با کاهش توان، افزایش سرعت اسکن و افزایش شعاع پرتوی لیزر، مورفولوژی دانهها میتواند از حالت ستونی به حالت مخلوط (ترکیب ستونی و هممحور) و کاملاً هممحور تغییر یابد.