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基于響應(yīng)面法的圓盤激光ASTM 1045激光淬火參數(shù)敏感性分析

來源: | 作者:輝銳集團 | 發(fā)布時間: 2021-05-26 | 628 次瀏覽 | ?? 點擊朗讀正文 ?? ? | 分享到:

激光硬化是激光表面硬化技術(shù)的重要分支，廣泛應(yīng)用于冶金，運輸，機械制造，航空航天等領(lǐng)域。目前，完全依靠經(jīng)驗或工藝反復(fù)試驗的方法，不能有效地揭示盤式激光器的激光淬火的瞬變機理，不利于縮短研發(fā)周期和節(jié)省成本。數(shù)值模擬為獲得激光淬火過程中多場耦合的動態(tài)演化規(guī)律提供了有效的途徑。本文建立了ASTM 1045圓盤激光器淬火過程的熱力耦合模型。在該模型中，通過CALPHAD方法計算了溫度相關(guān)的物理參數(shù)。通過求解模型，獲得了淬火過程中溫度和組織轉(zhuǎn)變的瞬態(tài)規(guī)律。通過淬火相變層深度和寬度的動態(tài)變化來表征馬氏體的形成和相變程度。通過Axioskop 2 SEM和Zeiss-IGMA HD FE-SEM觀察了淬火結(jié)構(gòu)和相變硬化規(guī)律，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法，采用蒙特卡羅方法對激光淬火的工藝參數(shù)進行了采樣。分析了不同工藝參數(shù)對激光淬火溫度場和相變場的敏感性影響，為工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。通過淬火相變層深度和寬度的動態(tài)變化來表征馬氏體的形成和相變程度。通過Axioskop 2 SEM和Zeiss-IGMA HD FE-SEM觀察了淬火結(jié)構(gòu)和相變硬化規(guī)律，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法，采用蒙特卡羅方法對激光淬火的工藝參數(shù)進行了采樣。分析了不同工藝參數(shù)對激光淬火溫度場和相變場的敏感性影響，為工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。

通過淬火相變層深度和寬度的動態(tài)變化來表征馬氏體的形成和相變程度。通過Axioskop 2 SEM和Zeiss-IGMA HD FE-SEM觀察了淬火結(jié)構(gòu)和相變硬化規(guī)律，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法，采用蒙特卡羅方法對激光淬火的工藝參數(shù)進行了采樣。分析了不同工藝參數(shù)對激光淬火溫度場和相變場的敏感性影響，為工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。通過Axioskop 2 SEM和Zeiss-IGMA HD FE-SEM觀察了淬火結(jié)構(gòu)和相變硬化規(guī)律，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法，采用蒙特卡羅方法對激光淬火的工藝參數(shù)進行了采樣。分析了不同工藝參數(shù)對激光淬火溫度場和相變場的敏感性影響，為工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。通過Axioskop 2 SEM和Zeiss-IGMA HD FE-SEM觀察了淬火結(jié)構(gòu)和相變硬化規(guī)律，驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法，采用蒙特卡羅方法對激光淬火的工藝參數(shù)進行了采樣。分析了不同工藝參數(shù)對激光淬火溫度場和相變場的敏感性影響，為工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。

圖形概要
（1）建立ASTM 1045淬火過程的熱力耦合模型，并計算系統(tǒng)的靈敏度。
（2）該模型可以準(zhǔn)確地再現(xiàn)激光淬火過程中溫度和相變場的瞬態(tài)過程。
（3）激光功率和激光入射角與響應(yīng)值正相關(guān)。
（4）光斑直徑和掃描速度與響應(yīng)值負(fù)相關(guān)。
（5）該模型可以有效地計算出激光淬火的靈敏度，預(yù)測淬火層的寬度和深度，并優(yōu)化工藝參數(shù)。