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本文采用数值模拟与实验相结合的方法对激光引燃自蔓延烧结Fe-Al和Cu-Al二元合金成型过程进行研究。采用ANSYS有限元软件建立激光自蔓延烧结模型,并参照实际的烧结实验设定边界条件和载荷,之后进行模拟计算。最后通过实验来验证模拟结果的正确性。此外,为了更好地了解烧结试样的性能,对烧结合金显微组织结构和宏观性能进行了分析。主要内容如下: (1)研究激光引燃自蔓延烧结机理和热力学,得知烧结过程中颗粒表面积的减小是颗粒间融合的驱动力。 (2)用ANSYS软件对Fe50Al50烧结过程的温度场和应力场进行模拟,结果表明,烧结10s时,表层区的温度为1174K,中部区温度为938K,底层温度为870K;在烧结过程中试样整体应力随时间延长逐渐减小,每个时间点中部区应力大于表层区和底层区(最大应力出现在试样距底面三分之二处),底层应力值最小。用激光自蔓延烧结方法制备Fe50Al50二元合金,结果表明:烧结合金表层区产物相主要为FeAl,中部区主要为Fe3Al和FeAl双相,底层区主要为Fe3Al;中部区硬度最高,为916HV,磨损率最低,为0.46mg/mm2。结合Fe-Al体系激光诱导自蔓延反应热力学的特点和温度场模拟结果,得到烧结试样各个区域的相组成,与实验结果相一致,证明选择的数学模型合理,模拟手段可靠。 (3)用ANSYS软件对Cu75Al25烧结过程的温度场和应力场进行模拟,结果表明:烧结结束时表层区的温度为1112K,中部区温度为910K,底层区温度为852K;在烧结过程中试样整体应力随时间延长逐渐减小,底层应力值最小。用激光自蔓延烧结方法制备Cu75Al25二元合金,实验结果表明:烧结合金表层区主要为大量针状马氏体型Cu3Al相和少量α-Cu+Cu9Al4共析组织,中部区主要为α-Cu+Cu9Al4共析组织和少量CuAl相,底层区主要为α-Cu+Cu9Al4共析组织;中部区硬度最高,为288.1HV,磨损率最低,为2.98mg/mm2。结合Cu-Al体系激光诱导自蔓延反应热力学的特点和温度场模拟结果,得到了烧结试样各个区域的相组成,与实验结果相一致,证明选择的数学模型合理,模拟手段可靠。