超声调控超细晶粒

晶粒尺寸减半

以超声振动调控DED凝固组织，实现晶粒细化与等轴化，替代传统依赖工艺参数或合金成分的途径。

Lichao, Zhang · Zelong, Yu · Jingyuan, Chen · 牛方勇 · 刘伟嵬 · 郑勇刚 · 郭旭 · Zhao, Zhang

International Journal of Mechanical Sciences 2025

参数信息

平均晶粒尺寸降低幅度

52.9 %

等轴晶面积比例提升

41.2 %

工件温度降低

230 K

形核率提升

36.3 %

模型计算准确率

96.8 %

技术优势

等轴晶比例大增

在特定参数下，等轴晶面积比例提升41.2%，有利于获得各向同性的力学性能。

工艺窗口可算

建立的超声-热耦合模型可给出组织调控工艺窗口，计算准确率达96.8%。

应用场景

• 增材制造：集成超声装置即可细化晶粒，无需重调成分或大改工艺。
• 金属材料：将金属打印件的晶粒细化并提高等轴晶比例，改善力学各向同性。
• 机械工程：用原位超声激励替代依赖后续热处理的晶粒调控，简化工艺流程。
• 航空航天材料：细化晶粒提升疲劳性能，为航空航天承载部件提供可靠打印组织。