等离子沉积直接成形传热传质与晶粒生长多尺度数值模拟

作者：孔凡荣; 张海鸥; 王桂兰

来源：金属学报, 2009, (04): 415-421.

• 等离子沉积直接成形(PDM)
• Monte Carlo方法
• 有限容积法
• 水平集方法
• 镍基高温合金 plasma deposition manufacturing(PDM)
• Monte Carlo method
• finite volume method
• level set approach
• nickel base superalloy

运用有限容积法(FVM)对等离子沉积直接成形(PDM)过程中的沉积层温度场、熔池液相流动场进行了数值模拟.采用水平集方法追踪液/气界面演变过程,采用焓孔隙率法处理固/液相变过程,并采用Monte Carlo(MC)方法模拟沉积温度载荷作用下成形件热影响区(HAZ)组织的晶粒长大过程.基于所提出的FVM-MC法耦合的宏/微观统一模型模拟了镍基高温合金K163薄壁零件PDM过程中沉积层HAZ晶粒的生长过程,预测了在重复热冲击作用下热影响区晶粒长大与转变过程.模拟结果表明,热冲击频率与温度幅值直接决定热成形件的组织形态;热扫描速度影响熔池液相流动与温度场分布,从而间接决定了成形件的最终晶粒尺寸与分布...