激光熔凝原位Al-Fe-Si 复合涂层残余应力有限元模拟
2021-01-21李德英赵龙志刘德佳
华东交通大学学报 2020年6期
关键词:方向
李德英,赵龙志,张 坚,刘德佳
(华东交通大学载运工具先进材料与激光增材制造南昌市重点实验室,江西 南昌330013)
6061 铝合金由于其具有比强度高、密度小,且具备良好的导热性、耐腐蚀性和焊接性能等,在电子通讯、交通运输以及航空航天等领域应用广泛[1]。通常制备铝基原位合成复合材料的方法主要包括反应铸造法[2-3]、反应机械合金法[4]、反应喷射沉积法[5]和激光熔覆技术[6]等。反应铸造法虽然技术简单,成本低廉,但铸态组织易产生气孔等缺陷,且易引起增强相分布不均匀[7-8];反应机械合金化法和反应喷射沉积法普遍存在空隙率过大,且易产生不必要的有害杂质而影响材料性能[9]。相比之下,激光熔覆技术有其独特的优势。作为一种新型材料表面技术,激光熔覆技术可在不改变工件性能的前提下,按照工件的实际工况需求,通过合理配比熔覆层的成分达到提高工件表面性能的目的,从而延长工件的使用寿命。
激光熔覆是一个快速熔凝过程,熔覆层中的残余应力分布直接影响着工件的性能及质量。 对激光熔凝过程的残余应力分布进行研究,可有效减少熔覆层中的裂纹和变形等缺陷,大大提高涂层的性能,因而采用数值模拟技术研究分析激光熔凝过程中残余应力分布规律受到国内外学者的青睐[10-12]。 课题组前期对Al-Fe-Si/Al 基复合材料已进行了大量研究[2,13-14],在前期研究的基础上将激光熔覆技术引入到Al-Fe-Si/Al 基复合材料的制备上,通过精确控制合金成分和优化加工工艺,从而获得性能优异的铝基复合材料。……
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