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SPA-H耐候钢板表面激光相变硬化处理

作者: 发布于:2019/7/10 15:53:54 点击量:

于ANSYS数值模拟平台,建立了SPA-H耐候钢板三维瞬态激光堆焊温度场有限元模型,利用APDL参数设计语言实现热源的移动,对SPA-H耐候钢板的表面激光相变硬化处理过程的温度场进行模拟。

在大量试验的基础上,设计出了一种等离子熔覆快速成形新型铁基合金,随热源的移动,温度场呈现彗星状云图,且激光光斑前缘温度梯度大,后部温度梯度小;熔池温度随时间的变化规律,利用HDX-100数字式显微硬度计检测了SPA-H耐候钢板在激光堆焊前后各层的硬度变化。并对比了不同功率和不同扫描速度对温度场的影响。不同功率对比结果表明,在相同的激光扫描速度6mm/s时,SPA-H耐候钢板表面温度最大值随激光功率增大而升高,在900W时达到4238℃;不同速度对比结果表明,在相同功率800W时,表面温度最大值随激光速度增大而减小,在6mm/s时达到3738℃。续工作时表层温度范围为550~650℃,堆焊前后硬度变化明显,最大降幅约为250HV0.5;近表层温度范围为470~550℃,堆焊前后硬度降幅约为40HV0.5;焊后经500~550℃回火处理,SPA-H耐候钢板熔合区组织和硬度的过渡良好,并且能改善近熔合区的基体脱碳及焊层处的增碳现象,降低热影响区的粗晶脆化程度,减小相变应力和热应力,有利于防止基体开裂及耐磨层剥落。

SPA-H耐候钢板的截面显微硬度呈梯度分布,表面合金硬度达到492HV;制备的多层金属试样耐磨性是H13钢耐磨性的2.5倍,冲击韧性处于合理范围。


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