激光重熔熔池凝固组织的实时观察研究

采用透明模型合金丁二腈-2.0% (质量分数)乙醇(SCN-2.0%Eth), 实时观察了在单晶基材(001)晶面上进行激光重熔时, 扫描方向偏离基材[100]晶向不同角度时熔池内枝晶生长的演化过程. 研究发现, 当沿平行[100]晶向的方向进行扫描时,熔池最后演变为[010]枝晶列和[01ˉ0] 枝晶列平行对称生长; 当扫描方向与[100]晶向的夹角为20°时, 整个熔池呈现不对称振荡生长模式, 即一侧一直呈[01ˉ0] 枝晶列生长, 另一侧呈[100]枝晶列和[010]枝晶列相互竞争交替生长; 当扫描方向与[100]晶向的夹角达45°时, 熔池一直呈现为[100]枝晶列和[01ˉ0] 枝晶列相互垂直生长. 根据枝晶择优生长准则, 建立了一个描述熔池内枝晶生长行为的模型, 很好地解释了实验结果. 结果表明, 熔池内凝固组织受熔池形态和基材晶体取向共同影响.