题名 碟片激光器激光淬火过程数值模拟与试验研究
被引量：7
1
作者
李昌 于志斌 赵金月 李云飞 韩兴
机构
辽宁科技大学机械工程与自动化学院 中国能建东电一公司锅炉项目部
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期203-211,共9页
基金
国家自然科学基金(E050402,51374127) 辽宁科技大学创新团队建设项目(601009830-02) +1 种基金 辽宁省教育厅项目(2017FWDF01) 公安部消防重点实验室开放课题(KF201704)~~
文摘
目的通过模拟计算得出45钢激光淬火温度场的瞬变规律和微观组织相变规律,得出马氏体的形成与转变程度,测出淬火相变硬化的层深与层宽。方法基于COMSOL Multiphysics建立碟片激光器对45钢激光淬火过程的热力耦合模型,利用JMatpro计算45钢激光淬火过程中的物性参数变化,对模型物性参数进行修改,并以4000W碟片激光器对45钢进行激光淬火试验,通过Axioskop2扫描电子显微镜、Zeiss-∑IGMA HD场发射电子显微镜、HXS-1000A显微硬度仪分析45钢淬火组织和相变硬化规律。结果相同功率下,碟片激光器与传统激光器相比,激光淬火相变硬化层及热影响区明显增大,相变界限清晰,淬火影响区呈高斯分布,完全相变区组织转变效果较好,热影响过渡区沿高斯弧线近似等距分布。激光淬火层由表及里依次为完全淬火相变区、不完全淬火区和芯部基体,完全淬火区形成致密细小的针状马氏体和少量残余奥氏体,淬硬层呈高斯分布,深达1084.589μm,最大宽度9761.989μm,硬度达到799HV,不完全淬火区厚度为361.533μm。结论试验结果与模拟计算结果吻合,COMSOL可实现对激光淬火过程的有效模拟。
关键词
碟片激光器 激光淬火 相变 微观组织 数值模拟
Keywords
disk laser laser quenching phase change microstructures numerical simulation
分类号
TG156.3
[金属学及工艺—热处理]
题名 考虑相变诱导塑性的埋弧堆焊过程数值模拟方法研究
被引量：2
2
作者
黄庆春 李昌 张大成 高鹤芯 韩兴 李云飞
机构
辽宁科技大学机械工程与自动化学院 中国能建东电一公司锅炉项目部
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期261-269,共9页
基金
国家自然科学基金(E050402/51105187) 公安部消防重点实验室开放项目(KF201704) +2 种基金 辽宁省自然科学基金(2019ZD0277) 辽宁科技大学创新团队建设项目(601009830-02) 辽宁省高等学校创新人才支持计划(20201020)。
文摘
目的通过数值计算预测埋弧堆焊修复失效轧辊工艺过程中相变塑性应力、组织相变对堆焊效果的影响。方法利用CALPHAD(Calculation of Phase Diagram)方法计算了堆焊材料温变物性参数,基于COMSOL多物理场耦合平台,对轧辊埋弧堆焊过程的瞬态温度场、马氏体相成分及相变诱导塑性(TRIP)应力演变过程进行了数值计算。结果轧辊堆焊过程的温度场分布、马氏体相变均对传热速率影响敏感。靠近基体一侧的焊缝,相比于堆焊层其传热更快,导致马氏体相变更加迅速,其相变塑性应力值呈更大的宽带分布。冷却过程中因马氏体相变使焊缝热影响区的应力值缓慢下降,焊件完全冷却后的残余应力最大值为376 MPa,马氏体相占比为94%。采用Zeiss-∑igma HD场发射扫描电镜观察了轧辊堆焊切片金相组织,验证了模型的准确性。结论该数值模拟方法能准确预测轧辊埋弧堆焊过程中塑性应力变化及组织演变规律,为减小和消除残余应力提供了有效途径与方法,且为预防轧辊堆焊层开裂等缺陷提供了一定的理论基础。
关键词
埋弧堆焊 相变塑性应力 双椭球热源 马氏体相
Keywords
submerged arc welding transformation plastic stress double ellipsoid heat source martensite phase
分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
V261.8
[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
题名 光粉作用下激光熔覆粉末射流行为研究
3
作者
张大成 李昌 许彦 韩兴 张保贵
机构
辽宁科技大学机械工程与自动化学院 中国能建东电一公司锅炉项目部
出处
《热加工工艺》
北大核心
2022年第20期97-103,共7页
基金
国家自然科学基金项目(E050402/51105187) 公安部消防重点试验室公开课题项目(KF201704) +1 种基金 辽宁科技大学创新团队建设项目(601009830-02) 辽宁省自然科学基金指导计划项目(2019ZD0277)。
文摘
准确揭示激光熔覆中粉末射流行为可有效提升粉末利用率,对获取高质量熔覆层具有重要意义。三束同轴激光熔覆是常见的熔覆方式之一,在实际生产中发挥重要作用。激光熔覆过程粉末射流行为受多种参数影响,有效揭示各参数与粉末射流行为之间的定量关系十分必要。利用k-ε模型与离散相模型相结合,建立激光熔覆中载气与粉末耦合作用的气、固两相流模型,计算得出了粉末载气流场与粉末浓度的分布规律,揭示了粉末射流汇集特性及与基体间的撞击作用轨迹。在此基础上建立了粉末温升模型,计算了激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升的影响。结果表明:在两相流模型中,载气速度与粉末浓度均呈120°分布,粉末轨迹到达基体平面后反弹并发散,与实际生产中分布一致。粉末温升速度与激光功率呈正相关,与激光束半径、粉末粒径呈负相关,计算结果表明激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升速度具有显著影响。
关键词
激光熔覆 三束同轴 光粉作用 粉末汇聚 粉末温升
Keywords
laser cladding three-beam coaxial interaction of laser and powder powder convergence powder temperature rise
分类号
TG174.4
[金属学及工艺—金属表面处理]
