碳钢热喷涂镍沉积凝固过程热力耦合场的数值模拟及温度应力场的分布规律

来源期刊：材料保护2012年第6期

论文作者：刘广君 张书杰

文章页码：7 - 82

关键词：热喷涂镍;碳钢;残余应力;数值模拟;热力耦合场;温度;

摘    要：为了进一步弄清热喷涂残余应力产生的机理、预测与控制技术,以碳钢表面热喷涂镍为例,对镍沉积凝固冷却过程进行了合理的假设和简化。利用ANSYS平台,采用热力耦合计算,模拟了涂层冷却过程,获得了温度场和应力场分布规律,分析了涂层上某些特征点的温度和应力随时间变化的情况,并探讨了基体预热温度和涂层厚度对涂层/基体界面应力的影响。结果表明,涂层温度沿中心向边缘逐渐降低,随时间延长呈降低趋势;基体温度随时间的变化呈先增加后降低趋势;涂层主要承受残余压应力作用,随基体温度升高,残余应力呈减小趋势,随涂层厚度增加,残余应力呈增大趋势。