机械工程学报

作者：何天英, 余圣甫, 周杰, 肖宇

单位：1. 江汉大学智能制造学院 武汉 430074;2. 华中科技大学材料成形与模具国家重点实验室 武汉 430074;3. 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430074

关键词：多电弧增材制造,高强钢,温度场与热循环,组织转变,组织调控；

基金：湖北省教育厅青年人才(Q20234404);江汉大学校级科研(2024JCYJ10);专用装备智能测控湖北工程中心资助项目

多电弧增材制造技术是实现大型高强钢构件高性能、高效率增材制造的重要新途径。模拟了多电弧增材制造直壁温度场，研究了堆积金属多次热循环下的组织特点；分析了3种不同水平间距时构件的组织性能，探究了多电弧增材制造组织调控机理。通过研究发现多电弧增材时堆积金属可分为凝固区、粗晶区、正火区与稳定区四个区域，随着多电弧枪水平间距的增加，堆积金属热循环曲线出现双高温峰特征，高温停留时间增加，平均冷却速度减慢。当水平间距为10 mm时，冷却速度最快，形成以马氏体和上贝氏体组成的组织，堆积金属强度最高韧性较差；当水平间距为30 mm，由于填充电弧的复热作用，冷却速度有所降低，形成以铁素体和板条状无碳化物贝氏体组织的组织，强度下降但是韧性有所上升；当水平间距为50 mm，堆积金属冷却速度最慢，高温停留时间最长，奥氏体晶粒粗化，形成尺寸较大的组织，其强度和韧性均有所下降。因此通过控制电弧枪水平间距实现高强钢堆积金属微观组织控制。

来源：2025年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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