強(qiáng)流脈沖電子束材料改性三維數(shù)值模擬.pdf

1、本文以316 L不銹鋼、熱障涂層和鐵基體表面粘涂鋁粉后形成的雙層材料為改性材料，討論了強(qiáng)流脈沖電子束對(duì)材料的熱效應(yīng)作用規(guī)律。 建立了柱坐標(biāo)系下的三維溫度場(chǎng)模型。沿電子束入射方向，給出了重熔層深度(1-2um)，溫度梯度(約108K/m)，升、降溫速率(108-109 K/s)等模擬結(jié)果。隨后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：重熔層厚度與模擬結(jié)果吻合；極高的溫度梯度使材料表層出現(xiàn)強(qiáng)烈的塑性變形，甚至誘發(fā)出微裂紋；快速的升、降溫速率使表層發(fā)生晶粒細(xì)化

2、現(xiàn)象；垂直于電子束方向上，由于脈沖電子束束斑能量具有高斯分布形式，對(duì)材料表面的徑向改性并不均勻。 進(jìn)一步發(fā)展了沖擊熱應(yīng)力模型。當(dāng)強(qiáng)流脈沖電子束轟擊靶材時(shí)，材料亞表層能量沉積最大，亞表層附近亞穩(wěn)態(tài)第二相(或第二相晶界附近)首先熔化；迅速膨脹的液滴不斷向周圍擠壓，使底部產(chǎn)生塑性擠壓變形；隨后表層受到迅速膨脹液滴的擠壓，很快失去抵抗力；液滴瞬間突破表層，噴發(fā)出去；同時(shí)，熔坑底部得到一個(gè)瞬間反沖力，使得熔坑底部被急速擠壓，形成了沖擊熱應(yīng)