过程参数优化和数值模拟AlCoCrFeNi高合金涂层通过激光覆盖
Bin Chen1,2, Yang Zhao2, Hui Yang2
1School of Materials Science and Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan 243032, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 14, 2024
概括
这项研究优化了AlCoCrFeNi高合金涂层的激光覆盖参数. 灰色相关性和NSGA-II分析确定了影响涂层质量的关键参数,以改善增材制造应用.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 激光涂层AlCoCrFeNi高合金提供了显著的应用潜力.
- 覆盖质量极大地影响了这些先进合金涂层的性能.
- 了解工艺参数和外质量之间的复杂相互作用是必不可少的.
研究的目的:
- 调查激光涂层工艺参数对涂层质量的影响.
- 为过程参数建立一个多目标优化模型.
- 为了分析AlCoCrFeNi合金激光涂层过程中的温度场.
主要方法:
- 以激光功率,扫描速度和粉末料率为变量的直角实验设计.
- 灰色相关性分析以确定参数对微硬度,稀释率和面积比的影响.
- 用于多目标优化的NSGA-II算法和用于温度场数值模拟的ANSYS工作台.
主要成果:
- 粉末料速率显著影响微硬度;激光功率影响稀释速率;扫描速度影响尺寸比.
- 一个第三阶多项式非线性回归模型显示了高的匹配精度.
- 数字模拟揭示了一个"彗星尾巴"温度场现象,融池的峰值温度接近3000°C.
结论:
- 优化的激光覆盖参数可确保高质量的AlCoCrFeNi高合金涂层.
- NSGA-II算法有效地为参数选择提供帕雷托最佳解决方案.
- 这些研究结果支持激光覆盖AlCoCrFeNi合金在表面工程和增材制造中的应用.
