选区激光熔化制备Hastelloy-X合金的有限元模拟及其高温蠕变性能

李勇¹，许鹤君¹，巴发海¹，何贝贝²，李凯¹

1. 上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室2. 上海3D打印材料工程技术研究中心

摘 要：基于选区激光熔化（SLM）成型原理,利用体生热率法模拟热源模型,采用ANSYS参数化设计语言实现激光热源的移动加载,通过有限元模型模拟了Hastelloy-X合金在SLM成型过程中单层瞬态温度场和熔池的形貌,并对模拟结果进行了试验验证;研究了SLM成型试样的高温蠕变性能,并与固溶态Hastelloy-X合金热轧棒材的进行对比。结果表明:体生热率法能够较好地模拟SLM成型过程中的单层瞬态温度场,计算得到的熔池尺寸和一次枝晶间距与试验结果吻合较好;在相同蠕变试验条件下,SLM成型试样的稳态蠕变速率远低于固溶态Hastelloy-X合金热轧棒材的,但二者的蠕变应力指数相近,且均主要通过位错的移动和攀移进行蠕变变形。

关键词：Hastelloy-X合金;选区激光熔化;温度场;有限元模拟;蠕变性能;