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激光熔覆定向凝固合金组织外延生长行为和杂晶形成机理研究

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本文研究了定向凝固高温合金激光熔覆过程中的组织外延生长行为和杂晶的形成机理。结果表明，在激光熔覆条件下，通过外延生长可以获得柱状枝晶结构。同时，熔覆层与基体的枝晶取向相同。枝晶的外延行为受组分过冷度的控制，过冷度受凝固条件（温度梯度和晶体生长速度）的影响。采用相场法和Rosenthal模型模拟了激光熔覆条件下组织的外延行为。沿着熔合线，碳化物和共晶相周围出现了取向不一致的杂晶。杂晶的产生可归因于元素偏析引起的碳化物和共晶相的液化。通过将热输入降低到50J/mm可以控制杂散颗粒的出现。这些研究结果为难焊定向凝固高温合金的成功修复和增材制造提供技术支持。