激光熔覆Mo_(2)NiB_(2)熔覆层温度场与应力场仿真研究

激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速度与搭接率等)可对Mo_(2)NiB_(2)熔覆层的温度场与应力场产生重要影响。通过表征激光熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响规律,确定最佳形貌熔覆层的制备工艺;基于有限元模拟间接热力耦合方法,建立平面多道激光熔覆Mo_(2)NiB_(2)熔覆层模型,研究最佳激光熔覆工艺下Mo_(2)NiB_(2)熔覆层的温度场与应力场的变化。结果显示,激光熔覆温度场具有急热急冷、热影响区小的特点,熔覆层温度可达3000 K以上,且随着激光扫描时间的增加,熔覆层的温度逐渐升高;通过应力场云图发现,最大残余应力(506 MPa)分布在熔覆层与基体结合处边缘两侧,并且结合处边缘板厚方向残余应力出现应力集中(应力值315 MPa);纵向残余应力主要受拉应力影响,沿厚度方向逐渐减小,沿X方向先增大后减小的变化趋势,最大纵向残余应力为277 MPa,位于X方向中间位置;熔覆层横向残余应力在Y路径上的分布与纵向残余应力在X方向上的分布大致相同,最大横向残余应力分布在熔覆层Y方向中心位置以及结合处边缘位置,最大值约为259 MPa,并且结合处横向残余应力在Y路径上的分布为拉-压-拉变化趋势,最大压应力仅为92 MPa。

船舶维修与再制造用Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷及涂层的制备和研究现状

在海洋高盐、高湿、磨损及循环载荷冲击的恶劣环境中,船舶关键零部件易发生腐蚀、磨损和疲劳失效,因此零部件需要进行维修与再制造,如通过焊接或激光熔覆等方法在表面制备一层耐腐耐磨涂层。Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷因具有高硬度,优良的耐磨、耐蚀、耐高温氧化等性能而成为维修与再制造用涂层材料。简要描述了数值模拟在Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷研究中的应用,详细介绍了Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷或涂层的制备工艺以及不同工艺参数对材料组织和性能的影响,指出激光熔覆原位合成结合数值模拟是未来Mo_(2)NiB_(2)基金属陶瓷主要的研究方向。