连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场数值模拟

采用差分法对连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场进行数值模拟。分析了激光相变硬化过程工件的传热学行为，考虑了工件有限尺寸、激光热流旋加、工件材料热物性参数的温度依赖关系，工件表面辐射及空气对流造成的热损失以及材料固态相变等多方面特点。利用能量平衡法，推导了非均匀空间网格的有限差分方程，用Fortran语言编写了温度场的计算程序。分别计算了一系列工艺参数下42CrMo、60^#碳钢激光相变硬化处理过程的三维瞬态温度场，并预测了激光相变硬化区的半宽度与深度。对42CrMo、60^#碳钢进行激光相变硬化实验，实测了它们在各种工艺参数下处理后相变硬化区的半宽度与深度。计算结果与实验符合较好。     

原始组织对滚珠轴承钢激光相变硬化的影响

本文通过实验研究了分析了调质和球化退火两种不同原始组织的滚珠轴承钢，经激光相变硬化后，其表层硬度，硬化层深度及显微组织的差异，提出了按使用要求选定原始组织的工艺依据。     

高速钢激光相变硬化层组织的X射线分析

本文用X射线衍射法研究了高速钢激光相变硬化层组织,以及激光工艺参数和原始组织对残余奥氏体含量的影响;并对激光相变硬化机理进行了分析。结果表明,激光相变硬化层组织由马氏体、残余奥氏体和合金碳化物组成。随着激光功率增加,扫描速度降低,残余奥氏体含量增加。激光相变硬化的本质仍然是马氏体相变。同时,晶粒细化强化,碳化物弥散强化以及激光淬火前的原始组织中的强化因素的遗传性等多种强化因素对超高硬度的获得也有贡献。     

40Cr齿轮单螺旋扫描激光 相变硬化工艺参数的理论分析

从理论上分析了40Cr齿轮激光相变硬化时采用的扫描速度、入射角及偏置量等.通过对试块硬化实验,确定了40Cr齿轮相变硬化采用一次偏置、变加速扫描的工艺.得到1.5mm均匀淬硬层，达到了所需要求.     

42CrMo钢泵筒内壁激光相变硬化组织模拟

采用有限元软件SYSWELD建立三维模型,考虑相变潜热及材料热物理性能随温度的变化,将温度场和相变模型进行耦合,对泵筒内壁激光相变硬化组织转变过程及硬度分布进行数值模拟。结果表明:激光相变硬化是一个快速加热和冷却的过程;在加热过程中激光照射区域组织转变为奥氏体,而在冷却过程中奥氏体发生马氏体转变;激光相变硬化处理后,完全淬火区主要以马氏体为主,其最大体积分数可达90%左右。相变区硬度提高约2倍,最大可达540.6 HV0.2;相变区的组织及硬度模拟结果与试验结果吻合较好。     

含相变沥青加热问题的数值模拟

采用有限差分法数值求解了强非线性二维相变传热三区问题－－沥青加热熔化问题,模拟计算中考虑了沥青的变物性及液相区的自然对流,对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的解采用了ω－ψ法,计算结果为筑路沥青热加工技术方法的改进提供了一定的理论依据。     

太阳能表面相变硬化性能特点的探讨

本文对几种常用碳钢(45、 T8A、T12A)经太阳能表面相变硬化淬硬层的性能特点进行较全面的探讨。测定了硬化层中硬度的分布情况,淬硬带表面纵向和横向的宏观应力状态和微观应力情况,晶块尺寸以及硬化带不同深度的残余奥氏体量;进行了硬化带的耐磨对比试验和耐腐蚀性对比试验。     

脉冲激光处理硅钢片导热方程有限差分解

建立温度场的数学物理模型，采用有限差分法求解材料在脉冲激光热源作用下具有复杂边界条件温度分布，研究激光与材料相互作用的温度时空特性，对于分析材料的热吸收效应和处理硅钢片具有理论和指导意义。     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

表面激光快速相变的硬化层特征

本文通过光镜、电镜及俄歇谱仪分析,表明四种钢铁材料的激光硬化层到基体存在一个深台阶的急剧过渡,硬度落差高达HV400～600,这是陡峭温度场分布的直接结果。硬化层的第二个特征是碳的局部扩散(10～30μm)。上述因素导致第三个特征,即多样化的组织分层以及相应的特征组织形貌,如球墨周围形成马氏体硬化环带、中碳钢内层出现不同碳浓度的马氏体区等。     

过程综合混合整数非线性规划的罚函数—凑整算法

针对过程系统最优综合的混合整数非线性规划（ＭＩＮＬＰ）模型，提出了一个整型变量松弛的新算法－罚函数－凑整算法，只需求解ＮＬＰ问题就可得到过程系统最优综合ＭＩＮＬＰ问题的解。典型算例表明，计算时间和算法的有效性都优于传统的ＭＩＮＬＰ分解算法。     

脉冲激光处理硅钢片的临界应力计算

介绍了用脉冲激光照射取向硅钢片实现细化磁畴、降低铁损、改善性能的方法，通过建立数学模型分析研究上述过程产生的光热弹塑性临界应力，由此计算确定激光处理硅钢片最佳工艺规范。     

加强激光强化技术的方法

在目前激光材料强化技术的发展阶段中，为强化工艺和提高被强化表面的质量而采用了以下几项先进技术：（1）开发新的吸收层用于提高被强化表面对激光射线的吸收率；（2）研制检测材料吸收率和激光辐射工作区的瞬时温度的新仪器去控制激光强化处理条件；（3）寻找适于激光合金化和熔覆的新材料成分；（4）研究综合工艺。     

灰口铸铁H20-40激光热处理工艺的研究

对灰口铸铁H2 0 40在激光加热条件下不同的功率密度 (W )、扫描速度 (V)对硬化层深度、硬度及组织进行了系统的研究 .发现当W =4.0 76× 10 3 W /cm2 ,V <5mm/s时灰铁的表面呈熔融状态 ,可获得伪共晶莱氏体组织 .硬度Hv90 7- 10 10 ,硬化层深度S =0 .95mm～ 1.5 4mm .当W <4.0 76× 10 3 W /cm2 ,V >5mm/s时 ,只能获得片状马氏体 石墨的混合组织 .硬度Hv6 90 - 840 ,硬化层深度S =0 .6mm～ 0 .9mm之间 .     

激光束空间模式可调性与变换研究

利用自适应光学技术,对激光进行模式变换,可将高斯光束转换为均匀的矩形光班,通过采用变形反射镜技术来具体实现对光束空间模式的变换。研究了激光加工过程能量空间分布的实时任意调控原理与方法,试验分析了可主我束对材料的作用规律,从而实现对激光束的刃磨。实验证明此法可提高激光加工的质量和能力。     

铝青铜表面激光熔覆镍基合金温度场的数值模拟

以铝青铜为基材、铜镍合金为熔覆粉末,采用压粉方式实现激光熔覆加工.对此过程建立二维温度场数值模型,考虑温度变化对铝青铜热物理参数的影响以及表面对流换热、内部结晶潜热等因素,用C++语言编写激光熔覆过程中温度场模型的计算程序.结果表明,激光熔覆加工过程中的温度场变化是由非稳态到达稳态的过程,激光光斑附近温度梯度较大,远离光斑处温度梯度较小.由温度场分布图得知,为优化加工质量,满足熔覆要求,试验应采用由高到低的功率进行熔覆.     

非完整桩扭转振动问题的数值计算

文章提出了非完整桩在瞬态激振力矩作用下扭转振动的数值计算模型,并用有限差分法计算了非完整桩的扭转振动,得到了各种典型缺陷桩对应的理论曲线。定量计算结果表明,桩周土的性质是影响扭转波衰减的一个重要因素;桩周土越软,扭转波衰减越慢,缺陷反射和桩底反射越明显,此时利用扭转波进行基桩完整性检测更有效。