激光功率对H13-TiC熔覆层温度场及应力场的影响规律

为改善熔覆层显微组织结构,强化42CrMo表面性能,基于42CrMo基材多道熔覆H13-TiC复合粉末,采用数值模拟与熔覆试验相结合的方式,探究不同熔覆功率下的温度对熔覆层显微组织和显微硬度的影响机理。基于材料性能的温变性构建激光熔覆模型,分析功率对熔覆层表面温度场以及残余应力场的影响机制。针对实验获得的H13-TiC复合熔覆层,采用扫描电镜分析其显微结构以及元素分布,研究TiC颗粒的形态分布与显微硬度之间的关系。结果表明:激光功率在2000 W增大至2850 W的过程中,第三条轨道熔覆状态下的温度峰值提升34.4%,2850 W时高达3471.53℃;轨道表面的残余应力呈现中间大两头小的分布规律。熔覆层内部TiC细小颗粒的数量随温度升高而逐渐增加,功率为2850 W时,TiC细小颗粒弥散较为均匀,TiC聚集区以外区域的显微硬度提升33%~50%。通过分析功率增大过程中轨道间温度场和残余应力场的变化规律,改善和提升了熔覆层显微组织结构和显微硬度,为激光熔覆技术在截齿材质42CrMo的应用方面提供了理论依据。