申请/专利权人：长安大学;西北工业大学

申请日：2024-03-13

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118228538A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;B22F10/25;B22F10/85;B33Y50/02;G06F113/10

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明公开了一种基于高通量实验的激光增材制造合金成分设计方法，包括：一、高通量制备系列合金成分的激光微区合金试样；二、获取系列合金成分在激光增材制造条件下的热历史曲线并提取待研究点的各峰值温度；三、根据峰值温度获取激光微区合金试样与待研究激光增材制造合金试样热历史相同的循环热输入工艺参数；四、对系列合金成分的激光微区合金试样进行循环热输入处理，并建立合金成分、工艺参数、组织性能的相关性数据库；五、根据生产所需的力学性能特征筛选。本发明方法步骤简单，能够快速建立合金成分、工艺参数、显微组织特征、力学性能特征的相关性数据库，并依据实际生产需求完成对系列合金成分的筛选，节省材料开发成本。

主权项：1.一种基于高通量实验的激光增材制造合金成分设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、高通量制备系列合金成分的激光微区合金试样：步骤101、获取Q个待研究激光增材制造合金试样的合金成分；步骤102、采用激光微区冶金装置制备Q个激光微区合金试样；其中，Q个激光微区合金试样和Q个待研究激光增材制造合金试样的合金成分相同；步骤二、获取系列合金成分在激光增材制造条件下的热历史曲线并提取待研究点的各峰值温度：采用计算机利用有限元软件对Q个待研究激光增材制造合金试样进行激光增材制造过程模拟，获取Q个合金成分在激光增材制造条件下的热历史曲线，并从Q个合金成分在激光增材制造条件下的热历史曲线中获取Q个合金成分中待研究点的各峰值温度；步骤三、根据峰值温度获取激光微区合金试样与待研究激光增材制造合金试样热历史相同的循环热输入工艺参数：采用计算机获取Q个激光微区合金试样与Q个待研究激光增材制造合金试样热历史相同的循环热输入工艺参数的方法相同，其中，获取第q个激光微区合金试样与第q个待研究激光增材制造合金试样热历史相同的循环热输入工艺参数，q为正整数，且1≤q≤Q，具体过程如下：步骤301、采用计算机利用热分析模型建立第q个待研究激光增材制造合金试样的热历史与循环热输入工艺参数的对应关系，如下： 其中，T为温度，t为激光作用时间，P为激光功率，β为激光吸收率，D为光斑直径，c、ρ、α分别为第q个待研究激光增材制造合金试样的比热容、密度、热扩散率，x、z为激光熔池中心点与激光作用点的横向、纵向距离，m表示积分变量，π为圆周率；步骤302、设定T取值为第q个合金成分中待研究点的各峰值温度时，根据301中热分析模型得到与第q个合金成分中待研究点的各峰值温度相对应的Ai组工艺参数；其中，第ai组工艺参数包括激光功率、光斑直径及激光作用时间，ai和Ai均为正整数，且1≤ai≤Ai；步骤四、对系列合金成分的激光微区合金试样进行循环热输入处理，并建立合金成分、工艺参数、组织性能的相关性数据库：对Q个激光微区合金试样进行循环热输入处理的方法均相同，其中，对第q个激光微区合金试样进行循环热输入处理，具体过程如下：步骤401、将Ai组工艺参数作为实际循环热输入参数对步骤102中制备的第q个激光微区合金试样进行循环热输入处理，以使第q个激光微区合金试样经历与第q个待研究激光增材制造合金试样相同的热历史，得到第q个循环热输入处理后的激光微区合金试样；步骤402、采用光镜及扫描电镜观察步骤401中第q个循环热输入处理后的激光微区合金试样的显微组织图像；再采用计算机利用图像测量软件ImageProPlus对显微组织图像进行处理，获取第q个合金成分的显微组织特征，且显微组织特征包括α相板条宽度、α相体积分数、α相长宽比；步骤403、采用微米压痕仪对步骤401中第q个循环热输入处理后的激光微区合金试样进行微米压痕测试，获取第q个合金成分的力学性能特征，且力学性能特征包括硬度和弹性模量；步骤404、多次重复步骤401至步骤403，将Q个合金成分以及Q个合金成分对应的激光增材制造工艺参数、显微组织特征、力学性能特征输入计算机，建立系列合金成分、激光增材制造工艺参数、显微组织特征、力学性能特征的相关性数据库；步骤五、根据生产所需的力学性能特征从404中建立的相关性数据库中进行筛选，并将满足该生产所需的力学性能特征对应的合金成分作为合金设计成分。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 长安大学;西北工业大学 一种基于高通量实验的激光增材制造合金成分设计方法

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