增材制造 (AM) 中快速重复热循环期间的溶质迁移导致不平衡、不均匀的微观结构仍有待研究。

近日，上海交通大学Jun Li发展了一个完全耦合的流体动力学和微观组织模型，以合理地描述AM中溶质的动态传输过程和元素偏析，并更好地了解激光粉床熔化-凝固过程中晶间溶质偏析和亚晶格结构的非平衡性质。

文章要点

1）它揭示了熔体对流引起的溶质输运，稀释了凝固前沿分配的溶质，促进了溶质捕获，并阐明了随后微观组织形态向超细晶胞进而向粗大晶胞转变的机制。

2）这些结果表明，可以利用溶质捕获效应，通过加速凝固过程来降低裂纹敏感性。快速凝固特性显示出用于难印刷高温合金的添加剂制造的良好潜力，并有助于合金设计以获得更好的印刷适性。

参考文献

Ren, N., Li, J., Zhang, R. et al. Solute trapping and non-equilibrium microstructure during rapid solidification of additive manufacturing. Nat Commun 14, 7990 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-43563-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43563-x