金属学报  2004, Vol. 40 Issue (11): 1221-1226

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强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析

苗收谋;雷明凯

(大连理工大学材料工程系表面工程研究室　大连116024)

苗收谋; 雷明凯 . 强流脉冲离子束辐照金属Ti相变传热的数值分析[J]. 金属学报, 2004, 40(11): 1221-1226 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(251 KB)   摘要: 建立了强流脉冲离子束(HIPIB)辐照金属相变传热的理论模型. 基于焓法发展的二维轴对称传热模型, 考虑脉冲离子束源项的时间和空间分布, 以及材料变热物性的影响,计算了能量密度为0.1---150 J/cm2, 脉冲宽度为120 ns的HIPIB辐照金属Ti的温度场. HIPIB辐照金属Ti发生熔化和烧蚀的临界能量密度分别为0.2和0.7 J/cm2$. 在脉冲辐照时间内, 烧蚀深度单调增加,而液相层厚度呈先增加后减小、再增加的趋势. 随着能量密度增加,最大烧蚀深度增加, 150 J/cm2时可达29.25 um. 最大液相层厚度则先增加后减小, 80 J/cm2时最大液相层厚度为0.5 um. 能量密度为70 J/cm2的HIPIB辐照金属Ti实验测定的烧蚀质量7.2 mg与计算值大致相符. 关键词 ： 强流脉冲离子束,  金属Ti,  传热     Key words： 收稿日期: 2003-12-11      ZTFLH:  TG156.99   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 苗收谋 雷明凯 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I11/1221 [1] Davis H A, Remnev G E, Stinnett R W, Yatsui K. MRSBull, 1996; 21: 58 [2] Davis H A, Johnston G P, Olson J C, Rej D J, WaganaarW J, Ruiz C L, Schmidlapp F A, Thompson M O. J ApplPhya, 1999; 85: 713 [3] Pogrebnjak A D, Lebed A G, Ivanov Yu F. Vacuum, 2001;63: 483 [4] Hiroshi A, Mitsuyasu Y. Surf Coat Technol, 2003; 169-170: 219 [5] Lei M K, Miao S M. J Therm Sci Technol, 2003; 2: 106(雷明凯,苗收谋.热科学与技术, 2003;2:106) [6] Yatsui K, Grigoriu C, Kubo H, Masugata K, Shimotori Y.Appl Phys Lett, 1995; 67: 1214 [7] Remnev G E, Kolodii I F, Opekounov M S, KotlyarevskyG I, Kutuzov V L, Lopatin V S, Matvienko V M, Ovsyan-nikov M Y, Potyomkin A V, Tarbokov V A. Surf CoatTechnol, 1997; 96: 103 [8] Zhu X P, Lei M K, Dong Z H, Miao S M, Ma T C. SurfCoat Technol, 2003; 173: 105 [9] Zhu X P, Lei M K, Ma T C. Rev Sci Instr, 2002; 73: 1728 [10] Zhu X P, Lei M K, Dong Z H, Ma T C. Rev Sci Instr,2003; 74: 52 [11] Shamsundar N, Sparrow E M. J Heat Trans, 1975; 97:333 [12] Warren M R, James P H, Ejup N G. Handbook of Heat Transfer Fundamentals (Second Edition), USA: McGrew Hill, 1985: 3w [1] 彭治强, 柳前, 郭东伟, 曾子航, 曹江海, 侯自兵. 基于大数据挖掘的连铸结晶器传热独立变化规律[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1389-1400. [2] 唐海燕, 刘锦文, 王凯民, 肖红, 李爱武, 张家泉. 连铸中间包加热技术及其冶金功能研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1229-1245. [3] 武传松, 宿浩, 石磊. 搅拌摩擦焊接产热传热过程与材料流动的数值模拟[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 265-277. [4] 熊守美, 杜经莲, 郭志鹏, 杨满红, 吴孟武, 毕成, 曹永友. 镁合金压铸过程界面传热行为及凝固组织结构的表征与模拟研究[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 174-192. [5] 种晓宇, 汪广驰, 杜军, 蒋业华, 冯晶. ZTAp/HCCI复合材料凝固过程中的温度场和热应力的数值模拟[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 314-324. [6] 王新鑫, 樊丁, 黄健康, 黄勇. 双钨极TIG电弧-熔池传热与流动数值模拟*[J]. 金属学报, 2015, 51(2): 178-190. [7] 李岩,冯妍卉,张欣欣, 武传松. 考虑小孔演变的等离子弧焊接动态热源模型及验证[J]. 金属学报, 2013, 49(7): 804-810. [8] 张涛 武传松 陈茂爱. 穿孔等离子弧焊接熔池流动和传热过程的数值模拟[J]. 金属学报, 2012, 48(9): 1025-1032. [9] 张锋刚 朱小鹏 王明阳 雷明凯. 强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质密封材料表面改性研究[J]. 金属学报, 2011, 47(7): 958-964. [10] 高翱 王强 李德军 金百刚 王凯 赫冀成. 电磁引流技术的出钢效率及其影响因素[J]. 金属学报, 2010, 46(5): 634-640. [11] 于海岐 朱苗勇. 板坯连铸结晶器内钢液过热消除过程的数值模拟[J]. 金属学报, 2009, 45(4): 476-484. [12] 王旭; 张俊善; 雷明凯 . 强流脉冲离子束辐照对316L不锈钢表面改性的实验研究[J]. 金属学报, 2007, 43(4): 393-398 . [13] 李辉平; 赵国群; 牛山廷; 栾贻国 . 基于有限元和最优化方法的淬火冷却过程反传热分析[J]. 金属学报, 2005, 41(2): 167-172 . [14] 梅显秀; 马腾才 . 强流脉冲离子束辐照W6Mo5Cr4V2高速钢表面改性研究[J]. 金属学报, 2003, 39(9): 926-931 . [15] 杨院生; 童文辉; 陈晓明 . 金属快速凝固的非平衡超急传热模型[J]. 金属学报, 2003, 39(3): 249-253 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed