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Thermal study of a cladding layer of Inconel 625 in Directed Energy Deposition (DED) process using a phase-field model

Título
Thermal study of a cladding layer of Inconel 625 in Directed Energy Deposition (DED) process using a phase-field model
Tipo
Artigo em Revista Científica Internacional
Ano
2022
Autores
Darabi, R
(Autor)
Outra
A pessoa não pertence à instituição. A pessoa não pertence à instituição. A pessoa não pertence à instituição. Sem AUTHENTICUS Sem ORCID
Ferreira, A
(Autor)
FEUP
Ver página pessoal Sem permissões para visualizar e-mail institucional Pesquisar Publicações do Participante Ver página do Authenticus Sem ORCID
Azinpour, E
(Autor)
Outra
A pessoa não pertence à instituição. A pessoa não pertence à instituição. A pessoa não pertence à instituição. Sem AUTHENTICUS Sem ORCID
José César de Sá
(Autor)
FEUP
Revista
Vol. 119
Páginas: 3975-3993
ISSN: 0268-3768
Editora: Springer Nature
Outras Informações
ID Authenticus: P-00V-ZFK
Abstract (EN): In an effort to simulate the involved thermal physical effects that occur in Directed Energy Deposition (DED) a thermodynamically consistent phase-field method is developed. Two state parameters, characterizing phase change and consolidation, are used to allocate the proper material properties to each phase. The numerical transient solution is obtained via a finite element analysis. A set of experiments for single-track scanning were carried out to provide dimensional data of the deposited cladding lines. By relying on a regression analytical formulation to establish the link between process parameters and geometries of deposited layers from experiments, an activation of passive elements in the finite element discretization is considered. The single-track cladding of Inconel 625 powder on tempered steel 42CrMo4 was printed with different power, scanning speed, and feed rate to assess their effect on the morphology of the melt pool and the solidification cooling rate. The forecast capability of the developed model is assessed by comparison of the predicted dimensions of melt pools with experiments reported in the literature. In addition, this research correlated the used process parameter in the modeling of localized transient thermal with solidification parameters, namely, the thermal gradient (G) and the solidification rate (R). The numerical results report an inverse relationship between R with G, and microstructure transition from the planar to dendrite by moving from the boundary to the interior of melt pool, which agree well with experimental measurements.
Idioma: Inglês
Tipo (Avaliação Docente): Científica
Nº de páginas: 19
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