Promoting the densification and grain refinement with assistance of static magnetic field in laser powder bed fusion

融合 多孔性 极限抗拉强度 选择性激光熔化 因科镍合金 材料科学 粒度 磁场 激光器 枝晶(数学) 纹理(宇宙学) 复合材料 因科镍合金625 热电效应 光学 合金 微观结构 物理 数学 哲学 量子力学 语言学 热力学 图像(数学) 计算机科学 人工智能 几何学
作者
Dafan Du,Lu Wang,Anping Dong,Wentao Yan,Guoliang Zhu,Baode Sun
出处
期刊:International Journal of Machine Tools & Manufacture [Elsevier BV]
卷期号:183: 103965-103965 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.ijmachtools.2022.103965
摘要

Owing to its high accuracy and good design flexibility, the application of laser powder bed fusion (LPBF) to metallic parts has been rapidly increasing. However, the parts fabricated using LPBF exhibit high porosity and rough texture, which severely hinders the development of this technology. In this study, typical Al-based (AlSi10Mg) and Ni-based (Inconel 718) alloys were fabricated under a wide range of parameter spaces using static magnetic field (SMF) of up to 0.2 T. The experimental results showed that the fabricated parts had a higher density with SMF than the samples fabricated without SMF. A comparison of the samples fabricated with and without SMF revealed that the SMF refined the grain size and improved the mechanical properties. Furthermore, physics-based models, including the Seebeck effect, heat transfer, and fluid flow, in melt pools dynamics were used to simulate the thermos-electric-magnetic (TEM) forces and flow patterns during LPBF. The results of the simulation suggest that at the melt pool scale, the depression zone depth increases with increasing SMF intensity, and the correspondingly increased laser absorptivity is the main reason for the decrease in the lack-of-fusion defects. In addition to the flow pattern change at the melt pool scale, the TEM force acting on the cellular dendrite also plays an important role in grain refinement, reaching 10 5 N/m 3 under a SMF of 0.1 T. Furthermore, the results of the tensile tests showed an increase in the ultimate tensile strength and elongation of the printed samples under the applied SMF. The present study can guide the porosity control and the widening of the processing window in LPBF. • External magnetic field reduces porosity and refines grains in laser powder bed fusion. • Both tensile strength and elongation are improved by adding external magnetic field. • Thermoelectric magnetohydrodynamic simulations reveal the physical mechanisms. • Thermo-electric-magnetic force changes flow patterns and dendrite growth.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qqaeao完成签到,获得积分10
刚刚
Leo完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
Hello应助五点半下班采纳,获得10
5秒前
小伙子完成签到 ,获得积分10
5秒前
要减肥的雪旋完成签到 ,获得积分10
6秒前
wy完成签到,获得积分10
8秒前
8D完成签到,获得积分10
10秒前
beikou完成签到 ,获得积分10
10秒前
安安完成签到,获得积分10
12秒前
豌豆完成签到 ,获得积分10
12秒前
15秒前
小马Aly发布了新的文献求助10
15秒前
快乐的忆安完成签到,获得积分10
21秒前
Kelly发布了新的文献求助10
21秒前
梦辞发布了新的文献求助10
24秒前
qweqwe完成签到,获得积分10
25秒前
华仔应助欧欧欧导采纳,获得10
26秒前
gh完成签到,获得积分10
27秒前
杨羕完成签到,获得积分10
30秒前
执念完成签到,获得积分10
30秒前
33秒前
Chikit完成签到,获得积分0
35秒前
newnew完成签到,获得积分10
36秒前
cqsjy完成签到,获得积分10
36秒前
欧欧欧导发布了新的文献求助10
38秒前
菠萝集装箱完成签到 ,获得积分10
38秒前
情怀应助池鱼思故渊采纳,获得10
41秒前
46秒前
46秒前
托托完成签到,获得积分10
46秒前
ycc完成签到,获得积分10
48秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
48秒前
欧欧欧导完成签到,获得积分10
48秒前
笑傲江湖发布了新的文献求助10
50秒前
梦辞完成签到,获得积分10
51秒前
51秒前
冷静妙海完成签到 ,获得积分10
52秒前
易槐完成签到 ,获得积分10
52秒前
kejun完成签到 ,获得积分10
54秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7305318
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8923344
关于积分的说明 18902267
捐赠科研通 6968068
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212191
关于科研通互助平台的介绍 2381009
邀请新用户注册赠送积分活动 2189552