超声辅助对激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响

• 作者: 姜芙林 安相龙 张杰 李成 王玉玲
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 超声辅助 激光熔覆 Al2O3-ZrO2陶瓷 微观组织 显微硬度 力学性能
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 309-319
• 页数: 11页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.11.036

摘要

目的 探究超声辅助对钛合金表面激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响.方法 使用COMSOL Multiphysics仿真软件,探究熔覆工件中有无超声作用下流场的变化,并将超声波直接引入熔池微区,研究超声辅助对Al2O3-ZrO2陶瓷涂层截面形貌、微观组织、元素分布、显微硬度和摩擦磨损性能的影响.结果 仿真结果表明,无超声时熔池横截面涡流大小呈对称状,流速较为缓慢,超声辅助下熔池截面的声速大小瞬时变化,熔池内流体的流速提高.实验结果表明,超声辅助下,熔覆层的截面形貌发生了一些变化,但抑制了熔覆层裂纹的产生.熔覆层晶粒尺寸细化,尤其是当激光功率为1700 W时,晶粒尺寸最小且相对更加致密;熔覆层内元素分布更加均匀,且界面效应降低.熔覆层的力学性能提高,激光功率为1700 W时,熔覆层平均显微硬度值为979.4HV0.2,相同激光功率下,超声辅助的熔覆层具有更大的平均显微硬度值.超声辅助下熔覆层的摩擦系数和波动幅值都较小,激光功率为1700 W时的摩擦系数最小(约为0.329)且波动较为平稳.结论 超声波直接引入熔池微区可以有效提高熔池的流动性,同时细化了晶粒,均匀化了元素分布,提高了熔覆层的力学性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王玉玲		47	124	7.0	8.0
2	姜芙林		11	2	1.0	1.0
3	李成		2	0	0.0	0.0
4	张杰		4	1	1.0	1.0
5	安相龙		2	0	0.0	0.0