مدل سازی رفتار ترمو مکانیکی قطعات سوپرآلیاژ پایه نیکل ساخته شده به روش ذوب لیزری بستر پودر ساخت افزایشی و مورد استفاده در صنعت نفت و گاز

آلیاژهای پایه نیکل به خاطر مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی خوب برای محدوده وسیعی از کاربردهای نفت و گاز و مهندسی دریا استفاده می شوند. آینده ساخت افزایشی با لیزر در صنایع نفت و گاز، به خاطرتوانایی تولید قطعات با کیفیت بالاتر و قیمت پایین تر، بسیار امیدوار کننده است. از آنجایی که این تکنولوژی در مراحل اولیه است، باید تحقیقات دقیقی برای افزایش سرعت ساخت و بهینه سازی پارامتری برای بهبودخواص ترمو مکانیکی اجزای ساخته شده توسط فرایند ساخت افزایشی ذوب لیزری بستر پودری انجام شود. روش های شبیه سازی، رویکردی با صرفه مالی و کم مصرف منابع را برای صلاحیت قطعات تولید شده فراهممی کنند، و خصوصیات متالورژیکی و مکانیکی مطلوب را در زمان کوتاهی امکان پذیر می سازند. در این مطالعه تحقیقاتی، یک مدل المان محدود سه بعدی برای پیش بینی دما، توزیع تنش حرارتی پسماند، و اعوجاج درقطعات سوپرآلیاژی پایه نیکل ساخته شده توسط فرآیند چند لایه ای ذوب لیزری پودر بستر ( LPBF ) توسعه یافته است. برای این منظور، یک مدل FEM از LPBF استفاده شد که شامل یک مدل حرارتی نشان دهنده ورودی حرارتی اسکن لیزر، یک مدل ماده برای تعریف ویژگی وابسته به دمای ماده در محیط گرمایش و سرمایش چرخه ای، و یک روش مبتنی بر فیزیک برای توصیف فرآیند لایه گذاری است. برای اعتبار سنجی نتایج، از نتایج تجربی استفاده شد و نتایج اعتبار سنجی ارائه شد.

Keywords:

ترمو مکانیکی , تنش پسماند , مدلسازی المان محدود , سوپرآلیاژهای پایه نیکل