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溫度場瞬態(tài)變化過程，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，在實際應(yīng)用過程中，人們往往對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，針對矩形樣塊的物理模型，以材料為45°鋼來設(shè)定熱物性參數(shù)，利用ANSYS進(jìn)行了激光相變硬化

2、的三維溫度場模擬。通過精確的三維建模、加載求解、后處理等過程，將激光相變硬化的三維溫度場直觀的表現(xiàn)出來，并且準(zhǔn)確得出樣塊節(jié)點(diǎn)的溫度，有效計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對激光相變硬化的溫度場進(jìn)行三

3、維有限元模擬，給出激光相變硬化層深的參數(shù)。通過三維模擬得出的激光相變硬化溫度場反應(yīng)了不同時刻激光相變硬化溫度場的真實分布情況。將ANSYS模擬得出的激光相變硬化層深與實驗結(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)