分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 针对双钨极TIG 电弧热源, 在已建立的双钨极电弧-熔池统一的三维数学模型的基础上, 以SUS304 不锈钢为母材,模拟得到了双钨极TIG电弧和熔池的温度、速度、电流密度、磁通密度和电磁力等分布, 模拟结果与已有的实验结果吻合良好. 考虑了熔池所受浮力、电磁力、等离子流拉力和Marangoni 剪切力以及湍流效应, 分析了熔池热输入的分布和熔池表面剪切力的变化, 并分别比较了这几个力单独作用下的熔池流动与传热, 同时结合无量纲数Pe, 比较了熔池热传导和热对流的相对强弱. 结果表明, 双钨极电弧的非轴对称特性导致熔池表面的电流密度、热流密度、等离子流拉力和Marangoni 剪切力等出现非轴对称分布, 最终形成了熔池的非轴对称形貌, 而熔池的发展演化对电弧行为无明显影响. 与TIG电弧相比, 双钨极TIG 电弧的等离子流拉力明显减小. Marangoni 剪切力决定不锈钢熔池的流动状态, 且对流传热主导不锈钢熔池的热传递, 这两者的共同作用决定熔池的传热过程, 是形成不同熔池形貌的根本原因.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 在低碳钢表面添加质量分数为20%的WC和6%的石墨颗粒, 采用真空熔覆方法制备出具有类织构切面形貌的镍基合金(Ni0)复合涂层, 研究了复合涂层的显微组织形貌及形成机理、相组成以及干摩擦条件下的摩擦磨损性能, 并与镍基合金(Ni0)、碳化钨增强镍基合金(Ni0+20%WC)、石墨改性镍基合金(Ni0+6%石墨)三种涂层进行了比较。结果表明, WC呈不连续的三维网状分布在镍基合金基体中, 镍基合金主要由基体相γ-Ni, 铬化物硬质相CrB、Cr7C3、Cr23C6和共晶相Ni3B、Ni3Si 构成;WC和石墨的单独加入都能提高复合涂层的摩擦磨损性能, 类织构组织复合熔覆层的摩擦磨损性能优于相同组成的硬质颗粒单独弥散分布的复合熔覆层; 在WC和镍基合金基体组成的类织构形貌结构和石墨润滑相的共同影响下, 复合涂层比单一镍基合金涂层的耐磨性提高大约9.6 倍。
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