研究目的
研究不同激光功率和光斑直径下激光表面合金化Ti6Al4V与TiC的热分析，以预测熔池深度和产生的热应力。
研究成果
所开发的模型能以6.43%的误差精准预测熔池深度，并表明冯·米塞斯应力低于材料屈服强度，从而降低了热致裂纹出现的可能性。研究得出结论：激光功率、扫描速度和光斑半径对合金化过程影响显著，且已确定可将误差与应力降至最低的最优参数组合。
研究不足
该研究基于经典热传导理论，假设材料各向同性，并忽略熔池搅拌对流和化学对流导致的热损失。同时未考虑工件底部向平台基座散失的热量。
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[2019年第八届IEEE建模、仿真与应用优化国际会议(ICMSAO) - 巴林麦纳麦(2019.4.15-2019.4.17)] 2019年第八届建模、仿真与应用优化国际会议(ICMSAO) - Ti6Al4V与TiC激光表面合金化的热分析
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[2019年第八届IEEE建模、仿真与应用优化国际会议(ICMSAO) - 巴林麦纳麦(2019.4.15-2019.4.17)] 2019年第八届建模、仿真与应用优化国际会议(ICMSAO) - Ti6Al4V与TiC激光表面合金化的热分析
DOI：10.1109/ICMSAO.2019.8880429
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
激光表面合金化利用高激光功率密度熔化合金材料及部分基体材料，在基体表面形成合金层。由于钛合金熔点极高，采用传统方法进行合金化存在困难。钛合金在高温下易受热应力影响。本研究建立了不同激光功率和光斑直径下Ti6Al4V与TiC激光表面合金化的热分析模型，预测了不同工艺参数下的熔池深度及产生的热应力，并通过已发表的实验结果验证模型。结果表明该模型预测熔池深度的误差为6.43%，具有良好适用性。所测von-Mises应力低于材料屈服强度，表明热致裂纹产生可能性较低。
作者：
Avinash Mani Tripathi，Avanish Kumar Dubey，Anas Ahmad Siddiqui
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