交變磁場(chǎng)下鐵基合金粉末激光熔層組織與性能研究.pdf

1、激光熔覆過程中，由于基材與粉末熱物性的差異，以及熔覆層過大的冷卻速度，熔覆層中容易產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾雜等缺陷，熔覆層底部組織晶粒粗大、具有方向性，不利于熔覆層性能的進(jìn)一步提高。本文根據(jù)電磁冶金理論，設(shè)計(jì)了一種交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置，將其產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)施加于鐵基合金粉末的激光熔覆過程，研究該交變磁場(chǎng)對(duì)熔覆層的宏觀形貌、顯微組織和力學(xué)性能等方面的影響，從而形成一種改善熔覆層質(zhì)量，減少內(nèi)部裂紋和氣孔等缺陷的新工藝方法。
　　通過磁場(chǎng)分析軟件V

2、izimag，模擬了永磁體在不同夾角下所產(chǎn)生的磁場(chǎng)類型，并最終確定了一種實(shí)驗(yàn)采用的類正弦交變磁場(chǎng)，確定了裝置中永磁體間距、轉(zhuǎn)速等物理參數(shù)與所產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的振幅、頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過高斯計(jì)對(duì)磁場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量驗(yàn)證了模擬數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
　　討論了晶核形成的熱力學(xué)條件和晶核長大的動(dòng)力學(xué)條件。從外加交變磁場(chǎng)改變熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件的角度出發(fā)，揭示了交變磁場(chǎng)使枝晶臂熔斷，增加對(duì)流熔池從而細(xì)化晶粒的機(jī)制。分析了激光熔覆過程中，覆層中常見的裂紋

3、、氣孔和夾雜等形成的原因，以及電磁力使氣孔和夾雜分離的原理，為交變磁場(chǎng)下激光熔覆實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)。
　　以Q235A為基材，在其表面制備工程中常用的鐵基涂層，首先在沒有外加交變磁場(chǎng)的條件下，確定針對(duì)該基材和粉末的激光熔覆的最佳工藝參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，將交變磁場(chǎng)作用于激光熔覆過程，研究了其對(duì)熔覆層宏觀形貌和稀釋率的影響，以及不同的磁場(chǎng)參數(shù)的作用規(guī)律。
　　借助金相顯微鏡研究了交變磁場(chǎng)下熔覆層微觀組織的變化，以及不同磁場(chǎng)振幅和頻率