超声辅助DED晶粒细化

晶粒2040%细化

通过超声振动引入热增强与流动增强,增加过冷度并提高形核率,在定向能量沉积中实现更细的晶粒组织。

Lichao, Zhang · Zelong, Yu · Chen, Jingyuan · 牛方勇 · Liu, Weiwei · 郭旭 · 张昭

Ultrasonics 2026

参数信息

平均晶粒尺寸
130 μm
形核率提升
68.6 %
热过冷度增加
40.7 K
热输入增加
27.3 W/m³
流速增加
43.3 %

技术优势

形核率大幅提高

超声振动同时增强热输入和流动,综合效果使热过冷度增加40.7 K,形核率相比传统DED提高68.6%,为晶粒细化提供直接驱动力。

平均晶粒尺寸减半

由于形核率显著提高,平均晶粒尺寸从220 μm细化至130 μm,细化幅度约40%,显著改善沉积层力学性能的均匀性。

过冷度增加40 K

超声引起的热输入与流动行为的综合作用使热过冷度增加40.7 K,这一显著温降直接提升形核驱动力,是实现细晶的关键机制。

应用场景