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激光熔化金属处理中的表面涟漪效应

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:表面合金化处理可以在金属表面形成功能合金,改善表面性能,同时,又不必对整个金属进行合金化处理,从而大大节约成本。类似地,表面合金化处理是利用高能激光加热熔化金属表面,然后通过添加其他金属元素,使表面形成具有特定功能或具有理想物理化学属性的合金材料。图8.23金属表面激光熔化处理时的流动在金属表面熔化处理中经常遇到的一个不利因素是表面涟漪造成表面不平整[13],如图8.23所示。

激光熔化金属处理中的表面涟漪效应

激光表面熔化在金属表面熔凝处理和表面合金化处理方面有着重要应用。例如,经过表面熔凝处理的钢铁表面会形成4倍硬度的马氏体,大大增强其耐磨性和抗疲劳强度。表面合金化处理可以在金属表面形成功能合金,改善表面性能,同时,又不必对整个金属进行合金化处理,从而大大节约成本。

所谓激光表面熔凝,是指利用高能激光束照射金属表面使其迅速熔化,然后再急剧降温冷却使其凝固,从而在表面形成特定晶格和功能属性的金属。类似地,表面合金化处理是利用高能激光加热熔化金属表面,然后通过添加其他金属元素,使表面形成具有特定功能或具有理想物理化学属性的合金材料。

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图8.23 金属表面激光熔化处理时的流动

在金属表面熔化处理中经常遇到的一个不利因素是表面涟漪造成表面不平整[13],如图8.23所示。形成这种表面涟漪的原因是,被激光束加热的液态金属区域温度高,而周围液体温度较低。一般情况下,液态金属的表面张力与温度呈负相关关系,也就是温度越高,表面张力越小。表面张力大的地方将对表面张力小的地方产生拖曳力,于是就形成如图8.23所示的对流和表面涟漪。深入研究这种涟漪的形成机理和控制方法,对于低熔点金属表面熔化处理有着重要意义。

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