不同光束移动速度下的激光淬火有限元分析

汪舟^1,2，姜传海¹，Volker Schulze²，陈艳华¹，嵇宁³

1. 上海交通大学材料科学与工程学院2. Institut für Werkstoffkunde I,Karlsruhe Institute of Technology,Karlsruhe 761283. LEMHE/ICMMO,UMR 8182,Université Paris-Sud 11,Orsay 91405

摘 要：为研究不同激光淬火处理条件下激光淬火温度场和物相结构,运用ABAQUS/Standard对激光淬火处理AISI4140钢进行了有限元模拟,并结合实验进行了验证.结果表明:激光淬火材料最高温度并不在光束中心,而是出现在距激光束中心2 mm的位置,且不随着光束移动速度的增大而改变位置;在激光束最高温度恒定为1150℃情况下,不同移动速度对于升温速率影响更加显著,而降温速率则相对稳定;材料本身性质和热边界条件是影响降温速率的主要因素,激光束移动速度为次要因素.另外,可以通过此模型制定合理激光处理工艺得到相应深度马氏体硬化层.

关键词：AISI4140钢;激光淬火;温度场;马氏体层深;有限元模拟;