论文部分内容阅读
本文对65Mn钢板表面激光扫描变形和含Al二元粉末体系激光诱导自蔓延烧结过程进行实验研究,并采用ANSYS有限元分析软件对实验过程进行数值模拟。论文主要内容如下:(1)采用C02激光加工机,按照不同工艺参数组合对65Mn钢板表面进行扫描变形实验,记录扫描前后钢板的不平度。分析钢板激光扫描作用过程,建立了用于表示激光扫描过程的传热模型。使用ANSYS有限元分析软件对实验过程进行数值模拟,计算得到温度场和应变场随激光功率、扫描速度的变化规律。结果表明:扫描速度越小,功率越大,钢板温度上升越快,整体温度越高,温度梯度越大,变形量越大。钢板变形量的模拟值与实验值基本一致。(2)将Ni粉与Al粉按原子比3:1配比均匀混合,并压制成坯。采用激光诱导自蔓延技术制备Ni-Al合金,对烧结合金进行XRD物相分析和显微组织表征。实验结果表明:烧结合金上表面产物主要为Ni3Al,组织呈网状和胞状。中间面烧结产物为Ni3Al和NiAl,组织呈网状和针状,部分区域呈胞状。下表面烧结产物为NiAl相,组织呈片状。数值模拟结果表明:体系反应10s后,上表面温度最高为1345K,中间面温度为1137K,下表面温度最低为1032K。结合Ni-Al体系激光诱导自蔓延烧结反应热力学特点,分析得到上表面、中间面和下表面烧结产物相组成,与XRD衍射分析结果一致。(3)将Fe粉与A1粉按原子比2:3配比均匀混合,并压制成坯。采用激光诱导自蔓延技术制备Fe-Al合金,对烧结合金进行XRD物相分析和显微组织表征。实验结果表明:烧结合金上表面产物主要为FeAl,组织呈条状。中间面烧结产物为Fe3Al和FeAl,组织呈条状。下表面烧结产物为Fe3A1,组织呈胞状。数值模拟结果表明:随着烧结时间的增加,烧结合金整体温度都在升高,10s时上表面温度最高为1150K,中间面温度为894.033K,下表面温度最低为820.979K。通过分析Fe-Al体系激光诱导自蔓延烧结反应热力学特点,得到上表面、中间面和下表面烧结产物相组成,与XRD衍射分析结果一致。