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表面织构对H13模具钢激光熔覆残余应力影响分析

目录

一、内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.3研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.4研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、H13模具钢激光熔覆技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1H13模具钢特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.2激光熔覆技术介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.3激光熔覆工艺参数选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

三、表面织构对H13模具钢激光熔覆的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

3.1表面织构的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.2表面织构对材料性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

四、激光熔覆过程中残余应力的形成机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

4.1激光熔覆过程中的热力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

4.2激光熔覆过程中的动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

五、实验设计与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

5.1实验材料及设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

5.2实验步骤与条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

5.3数据采集与处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

六、实验结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

6.1表面织构对残余应力的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

6.2激光熔覆工艺参数对残余应力的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

七、结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

7.1主要研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

7.2对未来研究方向的建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

一、内容概述

本研究旨在探讨表面织构对H13模具钢激光熔覆过程中残余应力的影响。H13模具钢因其优异的热稳定性、耐磨性和良好的韧性而被广泛应用于汽车、航空、模具制造等领域。然而，由于其复杂的微观结构和热处理工艺，H13模具钢在使用过程中容易出现疲劳裂纹等问题。为了解决这些问题并提升其性能，近年来，激光熔覆技术被引入到H13模具钢的表面改性中。

激光熔覆是一种通过高能激光束将熔化的金属粉末或涂层材料沉积到基体表面的过程，从而形成一层耐磨、耐蚀的保护层。然而，激光熔覆过程中的残余应力是影响涂层质量及使用寿命的关键因素之一。残余应力不仅会影响涂层与基材之间的结合力，还可能引发涂层开裂、剥落等失效问题。因此，深入理解表面织构对激光熔覆残余应力的影响机制对于优化激光熔覆工艺具有重要意义。

本研究通过实验手段，对比分析了不同表面织构条件下H13模具钢激光熔覆过程中残余应力的变化规律，以期揭示表面织构如何影响激光熔覆过程中的残余应力分布及其演化过程，并提出相应的改进措施。通过本文的研究，希望能够为提高H13模具钢激光熔覆技术的应用性能提供理论依据和技术支持。

1.1研究背景

随着现代工业的飞速发展，模具作为制造业的重要基础工具，其性能优劣直接影响到产品的质量和生产效率。H13模具钢，作为一种常用的热作模具钢，因其具有良好的高温强度、耐磨性和抗冲击能力，在汽车、家电、航天等领域得到了广泛应用。然而，在模具的使用过程中，长期受到高温、摩擦和冷却水等多种复杂工况的影响，模具表面容易出现疲劳磨损、热裂纹等问题，导致模具使用寿命缩短，甚至出现报废现象。

激光熔覆