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

در فرآیند ساخت افزایشی فلزات توانایی پیش­بینی و کنترل ریزساختار، می­تواند نیاز به عملیات حرارتی متعاقب را کاهش داده و فرآیند کیفیت­سنجی قطعه ساخته شده را سرعت بخشد. توانایی پیش­بینی و کنترل ریزساختار مواد در روش رسوب دهی 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 به صورت 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 Ti۶-Al۴-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 تاثیر 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 کاملا هم­محور تغییر یابد.

Keywords:

ساخت افزایشی , ریزساختار , اجزاء محدود , ذوب انتخابی از طریق لیزر , شبیه سازی انجماد