进展！华南理工大学王刚发表了2024年第6篇SCI
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Acta Materialia
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Multi-physics simulation of non-equilibrium solidification in Ti-Nb alloy during selective laser melting
Cheng Y.; Wang G.; Qiu Z.; Zheng Z.; Zeng D.; Tang X.; Shi R.; Uddagiri M.; Steinbach I.
Published：2024-06-15
DOI：10.1016/j.actamat.2024.119923
研究背景
在当今社会，3D打印技术的发展日新月异，然而在这一领域中，钛铌合金的选择性激光熔化过程中存在着一些关键问题。其中，温度分布对熔池中的凝固微观结构起着至关重要的作用，而如何准确控制这一过程一直是学术界亟待解决的问题。
研究内容
最近一篇发表在《材料学报》上的论文，通过多物理模拟研究了钛铌合金在选择性激光熔化过程中的非平衡凝固现象。研究采用了粉末分辨的计算流体动力学（CFD）模型，探究了熔池中的传热和流体流动。通过对比整体模型和粉末床模型，发现温度梯度和冷却速率的差异可达26.29%和18.32%。利用粉末床CFD模型，将熔池边界的温度梯度和冷却速率数据整合到有限界面耗散相场模型中。模拟结果展示了选择性激光熔化的钛铌合金中的非平衡凝固微观结构。研究结果表明，快速凝固促进了明显的溶质捕获效应，减轻了溶质微偏析。微观结构呈现细胞和树枝状结构，其中细胞核心富含铌，而细胞间区域则贫乏。预测的一次枝晶臂间距或细胞尺寸范围在0.4至0.6微米之间，与实验观察一致。特别是，研究揭示了从树枝状到细胞状再到平面结构的转变，同时分析了其中的机制。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过模拟非平衡凝固微观结构，揭示了选择性激光熔化的钛铌合金中的关键现象。这不仅有助于深入理解材料的凝固过程，还为优化3D打印工艺提供了重要的参考。这一研究成果有望为钛铌合金的工程应用和材料设计提供新的思路和方法。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解这一研究领域的重要性和相关成果！
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