钛合金表面焊接碳化钨硬质合金层厚度的有限元模拟设计

刘国权¹，王安东¹，韩庆礼¹，王永迪²，向嵩¹

(1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;
2.中国航天科工集团第六研究院,内蒙古,呼和浩特,010010)

摘要:在Ti6Al4V合金表面焊接上适当厚度的碳化钨硬质合金,是提高其表面强度和耐磨性的一种行之有效的方法.作为一种整体结构件,在实际应用中碳化钨硬质合金层的厚度对部件的内应力分布以及尺寸稳定性有着重要的影响.因此从实际工况出发,利用先进的纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,然后采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面焊接碳化钨硬质合金层,在受压情况下的应力分布和整体变形情况进行分析,以此对碳化钨合金层的厚度进行模拟,结果表明,当碳化钨合金层厚度在0.25～0.5 mm时,最大等效应力发生在钛合金和碳化钨合金层之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的碳化钨硬质合金层厚度范围应在0.5～1.5 mm之间,最佳的厚度应该是1 mm左右.

关键词:钛合金; 碳化钨硬质合金层; ANSYS有限元模拟;

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