金属学报  2008, Vol. 44 Issue (7): 831-836

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强流脉冲离子束辐照45钢表面热效应的模拟

莫春立;张罡;王琛元;武晓娟

中科院金属所 八室 材料加工模拟组沈阳航空工业学院材料系

THERMAL EFFECT SIMULATION OF 45# STEEL SURFACE IRRADIATED BY HIGH INTENSITY PULSED ION BEAMS

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中科院金属所 八室 材料加工模拟组沈阳航空工业学院材料系

莫春立; 张罡; 王琛元; 武晓娟 . 强流脉冲离子束辐照45钢表面热效应的模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(7): 831-836 .
, , , . THERMAL EFFECT SIMULATION OF 45# STEEL SURFACE IRRADIATED BY HIGH INTENSITY PULSED ION BEAMS[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(7): 831-836 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(754 KB)   摘要: 以Fourier瞬态传热方程为基础, 确定了强流脉冲离子束(HIPIB)热效应的基本传热方程, 对靶材45钢进 行不同能量参数的HIPIB辐照热效应的模拟计算. 针对离子注入金属内部的情况, 在模拟束流加载方式上分别采 用体加载和面加载, 比较了两种加载计算结果之间的差距. 本算法的另一个改进就是在高能量辐照下, 用单 元死活法对蚀坑部分材料的消失进行模拟. 结果表明, 用单元死活法模拟单元的失效, 更能符合HIPIB辐照金属表 面热效应的蚀坑机制; 单元死活法对靶材的升温过程没有明显影响, 但对冷却阶段, 可以显著提高模拟的精度. 关键词 ： 钢,  表面处理,  离子束辐照     Abstract：Based on Fourier transient state heating conduction equation, this paper confirms the heating conduction equation of HIPIB. The thermal effect of the target 45# Steel surface irradiated by HIPIB with different power density is simulated. In view of the behavior of ion injection into the metal, thermal load of ion current density were simulated with body heat flux mode and surface heat flux mode. The result with two mode were compared. Another amelioration in the simulation is element removed and reactivated method, which can simulate the evaporation of surface metal under injection by high energy ions. The result show that element removed and reactivated method to simulate disabled element was more alike the forming of crater. The element vaporized on the surface were removed so that the elements around it have been no effect their solidification and cooling. Element removed and reactivated method have little effect in the heating process but improved simulated precision in cooling precess sharply Key words： 收稿日期: 2007-11-06      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 莫春立 张罡 王琛元 武晓娟 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I7/831 [1]Remnev G E,Isakov I F,Tarbokov V A.Surf Coat Tech- nol,1999;114:206 [2]Davis H A,Stinnett R W,Yatsui K.MRS Bull,1996; 21(8):121 [3]Shulov V A,Nochovnaya N A,Remnev G E,Pellerin F, Monge-Cadet P.Surf Coat Technol,1998;99:74 [4]Miao S M.Masteral Dissertation,Dalian University of Technology,2004 (苗收谋．大连理工大学硕士学位论文，2004) [5]Wu D,Gong Y,Liu J Y,Wang X G,Liu Y,Ma T C.Acta Phys Sin,2006;55:398 (吴迪，宫野，刘金远，王晓钢，刘悦，马腾才．物理学报，2006；55：398) [6]Miao S M,Lei M K.Acta Metall Sin,2004;40:1221 (苗收谋，雷明凯．金属学报，2004；40：1221) [7]Zhang T H,Wu Y G.Ion Beam Surface Engineering and Its Application.Beijing:China Machine Press,2005:266 (张通和，吴瑜光．离子束表面工程技术与应用．北京：机械工业出版社，2005：266) [8]Li C S,Huang D B.Manual for Mechanical Engineering Material.Beijing:Publishing House of Electronics Indus- try,2006:150 (李春胜，黄德彬．机械工程材料手册．北京：电子工业出版社，2006：150) [1] 丁桦, 张宇, 蔡明晖, 唐正友. 奥氏体基Fe-Mn-Al-C轻质钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1027-1041. [2] 陈礼清, 李兴, 赵阳, 王帅, 冯阳. 结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1015-1026. [3] 张奇亮, 王玉超, 李光达, 李先军, 黄一, 徐云泽. EH36钢在不同粒径沙砾冲击下的冲刷腐蚀耦合损伤行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 893-904. [4] 司永礼, 薛金涛, 王幸福, 梁驹华, 史子木, 韩福生. Cr添加对孪生诱发塑性钢腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 905-914. [5] 李小涵, 曹公望, 郭明晓, 彭云超, 马凯军, 王振尧. 低碳钢Q235、管线钢L415和压力容器钢16MnNi在湛江高湿高辐照海洋工业大气环境下的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 884-892. [6] 陈润农, 李昭东, 曹燕光, 张启富, 李晓刚. 9%Cr合金钢在含Cl－环境中的初期腐蚀行为及局部腐蚀起源[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 926-938. [7] 李谦, 刘凯, 赵天亮. 弹性拉应力下Q235碳钢在5%NaCl盐雾中的成锈行为及其机理[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 829-840. [8] 王周头, 袁清, 张庆枭, 刘升, 徐光. 冷轧中碳梯度马氏体钢的组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 821-828. [9] 王滨, 牛梦超, 王威, 姜涛, 栾军华, 杨柯. 含Cu马氏体时效不锈钢的组织与强韧性[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 636-646. [10] 赵亚峰, 刘苏杰, 陈云, 马会, 马广财, 郭翼. 铁素体-贝氏体双相钢韧性断裂过程中的夹杂物临界尺寸及孔洞生长[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 611-622. [11] 刘继浩, 周健, 武会宾, 马党参, 徐辉霞, 马志俊. 喷射成形M3高速钢偏析成因及凝固机理[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 599-610. [12] 侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635. [13] 吴欣强, 戎利建, 谭季波, 陈胜虎, 胡小锋, 张洋鹏, 张兹瑜. 耐Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 502-512. [14] 韩恩厚, 王俭秋. 表面状态对核电关键材料腐蚀和应力腐蚀的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 513-522. [15] 程远遥, 赵刚, 许德明, 毛新平, 李光强. 奥氏体化温度对Si-Mn钢热轧板淬火-配分处理后显微组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 413-423. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed