A molecular dynamics simulation-based laser melting behavior analysis for Ti–Al binary alloy

材料科学 均方位移 合金 分子动力学 热力学 Atom(片上系统) 激光器 二进制数 熔点 冶金 复合材料 光学 计算化学 化学 物理 嵌入式系统 算术 计算机科学 数学
作者
Lei Wang,Yaru Chen,Xuhui Xia,Zelin Zhang,Tong Wang,Huan Zhang
出处
期刊:International Journal of Modern Physics B [World Scientific]
卷期号:37 (20) 被引量:4
标识
DOI:10.1142/s0217979223501965
摘要

Due to the lack of theoretical basis for the determination of process parameters, there are problems such as incomplete melting and excessive melting in the molten pool for laser processing, which ultimately cause the increase of defects such as air hole and crack. The melting behavior of Ti–Al binary alloy during laser processing is studied on the atomic scale by molecular dynamics simulation. The embedded atom method potential is adopted to establish the melting model of Ti–Al binary alloy. According to the changes of temperature, atomic structure and mean square displacement, the influence of different process parameters on the melting behavior of Ti–Al binary alloy is discussed. The results show that a short temperature drops from initial melting to complete melting. Mean square displacement increases rapidly with the increase of laser time after completely melting. The atoms start to move violently and the atomic structure is completely transformed into other structure. The heating and cooling rate increases with the increase of power. The laser power has little effect on the overall distribution of atoms after completely melting and only affects the variation rate of various physical quantities in melting process. The research results provide a deeper practical and theoretical evidence for the determination and optimization of the 3D printing and laser heat treatment.
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