感应钎涂中涂层与基体的热耦合效应

作者：赵梦琪; 石秋生; 陈林; 杨冠军^*

来源：表面技术, 2022, 51(01): 296-302.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.01.032

• 感应重熔
• 涂层
• 有限元法
• 热源模型
• 温度场

目的 研究钎涂中涂层感应热和基体感应热对基体温度场的耦合效应。方法 建立二维有限元模型，研究涂层制备全周期热载荷作用下涂层与基体的温度场变化规律，揭示涂层与基体感应热对基体热影响的耦合作用机制。以钛合金表面感应重熔钛基合金涂层为例，研究涂层和基体感应热耦合作用对基体的热影响，同时，对比研究涂层和基体感应热单独作用对基体的热影响。结果 在涂层感应热和基体感应热共同作用下，发现了熔化界面从涂层表面和涂层/基体界面向涂层内部双向推移的现象，基体感应热对涂层熔化具有反向热输入作用。在本研究条件下，表面开始熔化后，经历0.38 s可以实现涂层熔透。结论 两个单因素的作用并非简单叠加，共同作用下基体最高温度低于单因素作用之和，但基体最大相变深度和相变时间均高于单因素作用之和，涂层感应热与基体感应热存在耦合效应。在基体感应热使得基体具有高界面温度（但低于相变温度）的基础上，温度更高的涂层，通过进一步提高基体表层的最高温度，使得基体发生相变。

• 单位
  西安交通大学; 金属材料强度国家重点实验室