激光重熔TiAl合金复合陶瓷涂层的温度场模拟与组织结构优化

本文主要探讨了TiAl合金表面激光重熔复合陶瓷涂层的温度场数值模拟及其组织分析。在研究激光重熔工艺参数对等离子体喷涂复合陶瓷涂层性能影响的过程中，研究人员利用ANSYS有限元软件的参数化设计语言，构建了一个三维连续移动的温度场模型，模拟了TiAl合金表面在激光重熔过程中的温度变化。 研究发现，当陶瓷涂层厚度较大时，由于陶瓷材料具有较低的导热系数，激光重熔过程中难以实现涂层的全面重熔。根据温度场分布，涂层可以被划分为重熔区、烧结区和残留等离子体喷涂区。在优化的工艺条件下，如采用较低的激光重熔功率和扫描速度，可以有效地扩大重熔区和烧结区的厚度，这有助于形成更均匀的涂层结构。 实验结果显示，经过激光重熔处理后的陶瓷涂层表现出晶粒细小且致密的特性。重熔区为等轴晶结构，烧结区则显示出紧密的结合，而残留的等离子体喷涂区域则呈现片层状结构。同时，论文指出计算得出的重熔区和烧结区厚度与实际测量值有良好的吻合度，验证了模拟结果的有效性。 这项研究对于理解激光重熔工艺在复合陶瓷涂层制备中的作用机制具有重要意义，也为优化TiAl合金表面陶瓷涂层的性能提供了重要的理论依据和技术指导。未来的研究可能进一步深入探讨不同激光参数对涂层微观结构和性能的具体影响，以及如何通过精确控制工艺条件来提升涂层的耐磨损性和热稳定性。