شبیه سازی عددی ریزساختار انجماد در فرایند ذوب انتخابی بوسیله لیزر و بررسی اثر پارامترهای فرآیند بر مورفولوژی دانه ها

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف

10.22034/frj.2020.209247.1110

چکیده

در فرآیند ساخت افزایشی فلزات توانایی پیش بینی و کنترل ریزساختار، می تواند نیاز به عملیات حرارتی متعاقب را کاهش داده و فرآیند کیفیت سنجی قطعه ساخته شده را سرعت بخشد. توانایی پیش بینی و کنترل ریزساختار مواد در روش رسوب دهی با لیزر نیاز به درک شرایط حرارتی طی فرایند انجماد دارد. بدین منظور، در این تحقیق ارتباط میان نرخ سردشدن و شیب دما حین انجماد موضعی، و پارامترهای کنترلی فرآیند رسوب دهی لیزر مانند توان، شعاع پرتو و سرعت اسکن لیزر، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور نرخ سرمایش و شیب حرارتی در خلال انجماد به صورت عددی با حل معادله انتقال حرارت مربوطه به کمک روش اجزای محدود محاسبه گردید و سپس نتایج حاصله شامل پارامترهای انجمادی ذکر شده بروی نقشه انجمادی آلیاژ Ti6-Al4-V جهت پیش بینی ریزساختار انجمادی تصویر شد. نتایج این تحقیق نشان داد تغییرات توان، شعاع و سرعت اسکن پرتو لیزر، بسته به شرایط فرایند می تواند تأثیر قابل توجهی 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 دانه ها می تواند از حالت ستونی به حالت مخلوط (ترکیب ستونی و هم‌محور) و کاملاً هم محور تغییر یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات