Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层残余应力模拟与测量（英文）

发布时间：2018-04-05 09:34

  本文选题：激光熔覆　切入点：残余应力　出处：《红外与激光工程》2017年10期

【摘要】：为制备低残余应力涂层,在304不锈钢表面激光熔覆Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层。采用ANSYSTM有限元分析软件分析其应力场,利用机械钻孔法测量相同工艺条件下的激光熔覆试样的残余应力分布特性对模拟结果进行验证,并采用XRD分析Fe-Mn-Si记忆合金涂层低残余应力机理。结果表明,激光熔覆产生的应力诱发Fe-Mn-Si记忆合金各涂层γ→ε马氏体转变,将残余应力释放,得到低残余应力涂层。在受到各道激光照射(光斑接近至远离)过程中产生的热应力交替呈现为"拉-压-拉"应力状态,越远离激光热源中心,热应力越小;冷却完成后,激光涂层上残余应力表现为拉应力,最大应力位于基体与涂层交界处;在垂直与平行于激光熔覆两个方向上,涂层中的残余应力均呈现两侧大中间小的分布规律,在厚度方向上,熔覆涂层表面至涂层中心残余拉应力逐渐增加到最大值后,过涂层中心至熔化边界残余拉应力的数值开始逐渐降低,过涂层边界后,基体承受压应力并逐渐趋于零应力应力状态。
[Abstract]:In order to prepare low residual stress coating, Fe-Mn-Si shape memory alloy (SMA) coating was laser cladding on 304 stainless steel.ANSYSTM finite element analysis software was used to analyze the stress field, and the simulation results were verified by measuring the residual stress distribution characteristics of laser cladding samples under the same technological conditions by mechanical drilling method.The low residual stress mechanism of Fe-Mn-Si memory alloy coating was analyzed by XRD.The results show that the stress induced by laser cladding induces the transformation of 纬 蔚 martensite in Fe-Mn-Si memory alloy coatings, and the residual stress is released and the low residual stress coating is obtained.The thermal stress produced by laser irradiation (spot approaching to far away) alternately appears as "pull-compression-pull" stress state. The farther away from the center of the laser heat source, the smaller the thermal stress; after cooling,The residual stress on the laser coating shows tensile stress, the maximum stress is located at the junction of the substrate and the coating, and the residual stress in the coating is distributed in both directions of vertical and parallel to the laser cladding.In the thickness direction, the residual tensile stress from the surface of the cladding coating to the center of the coating gradually increases to the maximum value, and the value of residual tensile stress from the center of the coating to the melting boundary decreases gradually, and after the coating boundary, the residual tensile stress decreases gradually.The matrix is subjected to compressive stress and tends to zero stress state.
【作者单位】： 大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项基金(3132016354)
【分类号】：TG174.44

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本文编号：1714196