激光相變硬化最大硬化層深的研究.pdf

1、激光相變硬化是一個(gè)溫度場(chǎng)瞬態(tài)變化過(guò)程，激光相變硬化層具有細(xì)化和穩(wěn)定壓應(yīng)力等優(yōu)良性能，使得在相等強(qiáng)度條件下，激光相變硬化層深可以低于常規(guī)熱處理得到的硬化層深。盡管如此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們往往對(duì)激光相變硬化層深有特別的要求，希望得到更深的激光相變硬化層深，因此本文對(duì)激光相變硬化最大硬化層深做了進(jìn)一步的研究。 本文根據(jù)激光相變硬化的基本原理，針對(duì)矩形樣塊的物理模型，以材料為45°鋼來(lái)設(shè)定熱物性參數(shù)，利用ANSYS進(jìn)行了激光相變硬化

2、的三維溫度場(chǎng)模擬。通過(guò)精確的三維建模、加載求解、后處理等過(guò)程，將激光相變硬化的三維溫度場(chǎng)直觀的表現(xiàn)出來(lái)，并且準(zhǔn)確得出樣塊節(jié)點(diǎn)的溫度，有效計(jì)算出樣塊各截面的激光相變硬化層深，為研究激光相變硬化最大硬化層深參數(shù)提供了有效的解決途徑。 在定光斑尺寸條件下，利用臨界熔融狀態(tài)下激光功率和激光掃描速度的關(guān)系曲線，取定關(guān)系曲線上的激光功率和激光掃描速度的匹配值以及匹配值附近的激光參數(shù)，將一系列激光參數(shù)結(jié)合ANSYS對(duì)激光相變硬化的溫度場(chǎng)進(jìn)行三

3、維有限元模擬，給出激光相變硬化層深的參數(shù)。通過(guò)三維模擬得出的激光相變硬化溫度場(chǎng)反應(yīng)了不同時(shí)刻激光相變硬化溫度場(chǎng)的真實(shí)分布情況。將ANSYS模擬得出的激光相變硬化層深與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，證明利用有限元分析模擬的激光相變硬化層基本符合實(shí)際情況，并有效得出定光斑尺寸下激光相變硬化最大硬化層深的激光參數(shù)范圍。 針對(duì)45°鋼材料進(jìn)行激光相變硬化的研究，得到了激光參數(shù)(激光功率和激光掃描速度)對(duì)激光相變硬化層深的影響，在層深一定的條件下給出最優(yōu)