《表1 45钢的元素组成》

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《碟片激光器激光淬火过程数值模拟与试验研究》

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为实现对45钢碟片激光器激光淬火的有效模拟，基于COMSOL Multiphysics建立如图1试件，尺寸200 mm×100 mm×5 mm，材质如表1。因激光淬火中急冷急热会导致材料物性参数随温度变化，用JMatpro计算45钢的比热容﹑密度﹑导热系数﹑电阻率随温度变化的数据，以插值函数形式导入COMSOL，改变试件的物性参数，图2为计算得出的45钢相变曲线。采用四面体分网，沿激光扫描路径进行网格局部细化，顶点单元数10，边单元数420，边界元数8272，单元数56 428，有限元网格模型如图3a。根据图2的相变曲线设定45钢淬火过程中的相变条件（u>0.1，T>1035 K，1，u>0.1，T<1035 K，2）对模型进行热力耦合、相变计算求解，得出45钢碟片激光器淬火过程中温度场瞬变规律和微观组织相变规律。分别以表2中3种激光淬火参数进行模拟计算，从试件中线上x=0、y=0、z=0位置沿y轴正向淬火扫描，计算淬火过程温度场，以试件2计算为例，结果如图4所示。