激光重熔熔池凝固组织的实时观察研究

金属学报, 2015, 51(4): 492-498. doi: 10.11900/0412.1961.2014.00527

激光重熔熔池凝固组织的实时观察研究

王理林 ^1, , 林鑫 ^2, , 王永辉 ^3, , 宇红雷 ^4, , 黄卫东 ^5,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.51271213 and 51323008),National Basic Research Program of China (No.2011CB610402),China Postdoctoral Science Foundation (No.2013M542384) and Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (No.20116102110016) 国家自然科学基金项目51271213和51323008,国家重点基础研究发展计划项目2011CB610402,中国博士后科学基金项目2013M542384以及高等学校博士学科点专项科研基金项目20116102110016资助

关键词：激光重熔 , 单晶 , 熔池 , 枝晶 , 透明模型合金 , 实时观察

REAL-TIME OBSERVATION OF SOLIDIFICATION MICROSTRUCTURE IN LASER REMELTING POOL

Keywords： laser remelting , single crystal , molten pool , dendrite , transparent model alloy , real-time observation

采用透明模型合金丁二腈-2.0％(质量分数)乙醇(SCN-2.0％Eth),实时观察了在单晶基材(001)晶面上进行激光重熔时,扫描方向偏离基材[100]晶向不同角度时熔池内枝晶生长的演化过程.研究发现,当沿平行[100]晶向的方向进行扫描时,熔池最后演变为[010]枝晶列和[0/10]枝晶列平行对称生长;当扫描方向与[100]晶向的夹角为20°时,整个熔池呈现不对称振荡生长模式,即一侧一直呈[01-0]枝晶列生长,另一侧呈[100]枝晶列和[010]枝晶列相互竞争交替生长;当扫描方向与[100]晶向的夹角达45°时,熔池一直呈现为[100]枝晶列和[0-10]枝晶列相互垂直生长.根据枝晶择优生长准则,建立了一个描述熔池内枝晶生长行为的模型,很好地解释了实验结果.结果表明,熔池内凝固组织受熔池形态和基材晶体取向共同影响.

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