文档名：激光粉末床熔融WC12Co硬质合金温度场模拟
摘要：结合有限元软件ANSYS建立三维有限元热模型,利用APDL命令及生死单元方法实现对高斯热源的施加和WC-12Co硬质合金打印过程的模拟,得到WC-12Co硬质合金在激光粉末床熔融(LPBF)成形过程中的温度场分布,研究不同工艺参数(激光功率、扫描速度)对温度场分布及熔池特征的影响.结果表明:WC-12Co硬质合金在LPBF过程成形时,利用有限元能够有效模拟其成形过程.位于热源前部的等温线比尾部更为密集,温度梯度更大;而扫描路径终端边缘处熔池中心的温度最高.随着激光功率的增大和扫描速度的减小,熔池宽度、深度和长度均相应增大.通过相关实验分析不同工艺参数对晶粒尺寸的影响,发现晶粒尺寸随扫描速度的增加而减小,随激光功率的增加而增大;但过高的激光功率会引起一定的热裂纹现象发生.
Abstract：Athree-dimensionalfiniteelementthermalmodelwasestablished,combinedwiththefiniteelementsoftwareANSYS,andthesimulationofapplyingaGaussianheatsourceandtheprintingprocessofWC-12CocementedcarbidewasachievedwiththeuseofAPDLcommandsandthebirth-deathunitmethod,andthetemperaturefielddistributionofWC-12Cocementedcarbideinthelaserpowderbedfusion(LPBF)shapingprocesswasfinallyobtained,andtheeffectsofdifferentprocessparameters(laserpower,scanningspeed)onitstemperaturefielddistributionandmeltpoolcharacteristicswereinvestigated.TheresultsshowthattheformingprocessofWC-12CocementedcarbideinLPBFprocesscanbeeffectivelysimulatedbyusingfiniteelements.Inaddition,theisothermslocatedatthefrontoftheheatsourcearedenserthanthoseatthetail,withalargertemperaturegradient;andthetemperatureinthecenterofthemeltpoolattheterminaledgeofthescanningpathisthehighest.Asthelaserpowerincreasesandthescanningspeeddecreases,thewidth,depthandlengthofthemoltenpoolincreaseaccordingly.Relevantexperimentswereusedtoanalyzetheeffectofdifferentprocessparametersongrainsize,anditisfoundthatthegrainsizedecreaseswiththeincreaseofscanningspeedsandincreasedswiththeincreaseoflaserpower;buttoohighlaserpowercancausecertainthermalcrackingphenomenon.
作者：牛玉玲 李晓峰 赵宇霞 张利 刘斌 白培康 Author：NIUYuling LIXiaofeng ZHAOYuxia ZHANGLi LIUBin BAIPeikang
作者单位：中北大学材料科学与工程学院,太原030051中北大学机械工程学院,太原030051
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(2)
分类号：TG135.5
关键词：激光粉末床熔融 WC-12Co 有限元 温度场 熔池尺寸
Keywords：laserpowderbedfusion WC-12Co finiteelement temperaturefield moltenpoolsize
机标分类号：TG174.4TG456.7U459.2
在线出版日期：2024年3月1日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，山西省关键核心技术，共性技术研发攻关专项激光粉末床熔融WC-12Co硬质合金温度场模拟[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(2)牛玉玲 李晓峰 赵宇霞 张利 刘斌 白培康结合有限元软件ANSYS建立三维有限元热模型,利用APDL命令及生死单元方法实现对高斯热源的施加和WC-12Co硬质合金打印过程的模拟,得到WC-12Co硬质合金在激光粉末床熔融(LPBF)成形过程中的温度场分布,研究不同工艺参数(激...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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