本文關(guān)鍵詞： 鈦合金 激光拋光 溫度場 應(yīng)力場 微裂紋產(chǎn)生機(jī)理 微裂紋尺寸特征　出處：《西安交通大學(xué)學(xué)報》2015年12期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為研究脈沖激光拋光過程中微裂紋產(chǎn)生機(jī)理及拋光主要參數(shù)對微裂紋尺寸特征的影響規(guī)律,建立了脈沖激光拋光溫度場與應(yīng)力場的有限元計算模型。在有限元模型建立過程中,采用溫度場與應(yīng)力場的順序耦合方式,考慮了相變潛熱和隨溫度顯著變化的材料參數(shù),得到了溫度場與應(yīng)力場在時間上和空間上的變化規(guī)律。通過溫度場、應(yīng)力場以及Ti6Al4V鈦合金的凝固過程分析,揭示了Ti6Al4V鈦合金激光拋光過程中微裂紋產(chǎn)生機(jī)理與尺寸特征規(guī)律。通過脈沖激光拋光實驗驗證有限元計算模型的有效性,結(jié)果表明:Ti6Al4V鈦合金激光拋光微裂紋產(chǎn)生于Ti6Al4V鈦合金的凝固時刻,微裂紋的寬度決定于Ti6Al4V鈦合金凝固時刻熱應(yīng)力引起的塑性變形,微裂紋的深度決定于Ti6Al4V鈦合金激光拋光熔池深度;激光功率是微裂紋尺寸特征的主要影響因素,激光功率增大時微裂紋寬度及深度均顯著增大;在脈沖激光拋光中可通過外加預(yù)熱的方式減緩熔融態(tài)金屬的冷卻速度,以減小拋光后的表面裂紋,有效減小微裂紋尺寸特征。
[Abstract]:In order to study the mechanism of microcrack generation in pulsed laser polishing and the influence of main polishing parameters on the size characteristics of microcracks, a finite element calculation model of temperature field and stress field of pulsed laser polishing was established. In this paper, the sequential coupling of temperature field and stress field is used to consider the latent heat of phase transition and material parameters that vary significantly with temperature. The variation of temperature field and stress field in time and space is obtained. The stress field and solidification process of Ti6Al4V titanium alloy are analyzed to reveal the mechanism and size characteristic of microcracks in laser polishing of Ti6Al4V titanium alloy. The validity of finite element calculation model is verified by pulsed laser polishing experiment. The results show that the laser polishing microcracks of Ti _ 6AL _ 4V alloy occur at the solidification time of Ti6Al4V, and the width of the microcracks depends on the plastic deformation caused by the thermal stress during the solidification of Ti6Al4V titanium alloy. The depth of microcrack is determined by the depth of laser polishing pool of Ti6Al4V titanium alloy, the laser power is the main factor affecting the size characteristics of microcrack, and the width and depth of microcrack increase with the increase of laser power. In pulsed laser polishing, the cooling rate of molten metal can be slowed down by adding preheating to reduce the surface crack after polishing and effectively reduce the size characteristics of microcracks.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室;
【基金】：陜西省工業(yè)攻關(guān)計劃資助項目(2014K06-03)
【分類號】：TG665

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1522336