刘岗，胡永俊*，李风，杨宏欢

（广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006）

【表面技术】

高锰钢上等离子熔覆Ni60A镍基合金的温度场模拟

刘岗，胡永俊*，李风，杨宏欢

（广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006）

运用ANSYS有限元分析软件对Mn13高锰钢基体上单道等离子熔覆Ni60A镍基合金过程的温度场进行了数值模拟分析，并通过对比模拟与试验所得熔池数据来验证模型的可靠性。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、材料表面性能综合测试仪对熔覆层显微组织、物相、显微硬度、摩擦磨损性能进行了分析。在不同熔覆功率和扫描速率下，通过对基体表面选定节点的最高温度、稀释率、熔深、熔宽和热影响区深度的综合对比，得出等离子熔覆镍基合金最佳工艺参数为：熔覆功率2.0 kW，扫描速率150 mm/min。熔覆层组织晶粒细小，从外到里依次为细小等轴晶、树枝晶和胞状晶。熔覆处理后高锰钢的显微硬度和耐磨性均得到显著提高。

高锰钢；镍基高温合金；等离子熔覆；温度场；数值模拟；显微组织；显微硬度

First-author’s address: School of Materials and Energy， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China

高锰钢是一种使用状态组织为奥氏体的耐磨钢，有良好的韧性和加工硬化性能，一直是采矿、铁路、机械、建材、化工、冶金、磨料生产等行业的主力耐磨材料，其主要特点是能承受强烈的挤压和高频载荷冲击，且表面在挤压和冲击过程中产生硬化而获得良好的抗磨损特性［1-3］。在小应力、低冲击工作环境中，高锰钢并没有发挥出其应有的耐磨性，甚至远不及马氏体钢的耐磨性，主要的原因是高锰钢制件尚未强化就已经表面磨损失效［4］。……