增材制造的Inconel 718位置相关热循环与微观结构变化研究

电弧增材制造（WAAM）的复杂热历史将影响沉积材料的微观结构变化和机械性能。建立了WAAM沉积中Inconel 718的数值模型，并分析了位置相关的热历史和温度分布。研究了一种WAAM与冷轧相结合的混合方法，并与作为沉积状态下的情况进行了微观结构分布和纹理的比较。结果表明，WAAM沉积具有重复的热循环、高加热速率和低冷却速率。热循环的最低值先增后减，而峰值温度在沉积过程中始终下降。作为沉积样品显示出柱状树枝晶，其平均树枝晶臂间距随着建造高度的增加而增大，这是由于位置相关的热积累导致的。具有优先取向的强织构柱状树枝晶在冷轧过程后转变为随机取向的等轴晶，且其平均尺寸随着轧制力的增加而减小。作为沉积样品在横向方向上显示出强度为7.609的100晶族晶粒；而在50 kN和75 kN轧制条件下分别降至3.629和2.057。讨论了热历史与微观结构分布之间的关系。混合WAAM和冷轧方法的机制包括空间和时间上不均匀的工硬化和再结晶。