Modelo de simulación del gradiente de temperatura y la tasa de solidificación de la microestructura del 27SiMn recubierto por láser
Autores: Ma, Kun; Cheng, Yanhai; Jeyaprakash, Natarajan; Zhou, Jiali; Wan, Yixing; Yang, Wenhui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Estudio
Sustrato
Propiedades termofísicas
Diagrama de fases CALPHAD
Experimentos
Distribución de energía
Recubrimiento láser
Gradiente de temperatura
Tasa de solidificación
Microestructura
Licencia
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Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se seleccionó 27SiMn como sustrato, y el polvo era una aleación a base de hierro hecha por uno mismo. Además, se predijeron las propiedades termofísicas del material mediante el algoritmo del diagrama de fases CALPHAD. Para verificar la precisión del modelo numérico, se establecieron 10 conjuntos de experimentos. El acuerdo entre los resultados de los cálculos del modelo y los resultados experimentales fue del 92%. A través del estudio de la distribución de energía en el proceso de cladding láser, se encontró que aproximadamente el 10% de la energía láser se utilizó para calentar el sustrato y formar un charco de fusión, y al menos el 53% de la energía se radiaba al medio ambiente. Finalmente, se exploraron los efectos del gradiente de temperatura y la tasa de solidificación en la microestructura de la capa de cladding. Los resultados de la simulación numérica son útiles para predecir la tasa de solidificación, la distribución de temperatura y la microestructura del charco de fusión, reduciendo así el costo de las pruebas y el tiempo del método experimental de prueba y error.
Descripción
En este estudio, se seleccionó 27SiMn como sustrato, y el polvo era una aleación a base de hierro hecha por uno mismo. Además, se predijeron las propiedades termofísicas del material mediante el algoritmo del diagrama de fases CALPHAD. Para verificar la precisión del modelo numérico, se establecieron 10 conjuntos de experimentos. El acuerdo entre los resultados de los cálculos del modelo y los resultados experimentales fue del 92%. A través del estudio de la distribución de energía en el proceso de cladding láser, se encontró que aproximadamente el 10% de la energía láser se utilizó para calentar el sustrato y formar un charco de fusión, y al menos el 53% de la energía se radiaba al medio ambiente. Finalmente, se exploraron los efectos del gradiente de temperatura y la tasa de solidificación en la microestructura de la capa de cladding. Los resultados de la simulación numérica son útiles para predecir la tasa de solidificación, la distribución de temperatura y la microestructura del charco de fusión, reduciendo así el costo de las pruebas y el tiempo del método experimental de prueba y error.