机械工程学报

作者：柯文超, 从保强, 祁泽武, 敖三三, 庞博文, 郭伟, 彭倍, 曾志

单位：1. 电子科技大学机械与电气工程学院 成都 611731;2. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191;3. 天津大学材料科学与工程学院 天津 300350

关键词：NiTi形状记忆合金,电弧熔融涂覆,超高频脉冲,计算流体力学,元素分布；

基金：国家自然科学基金（51775091，52075022，52175292）和四川省重点研发计划（2020ZDZX0015）资助项目。

NiTi形状记忆合金作为表面涂覆材料，有利于提高构件的耐磨和抗氧化性能。基于非熔化极氩弧焊（Tungsten inert gas welding，TIG）电弧熔融涂覆技术，分别采用常规直流、超高频脉冲（Ultra high-frequency pulsed，UHFP）电流两种模式，在TA1纯钛板表面沉积3层NiTi涂层。基于有限体积法，利用FLUENT建立计算流体力学（Computational fluid dynamics，CFD）仿真模型开展熔融涂覆工艺及微连接机理研究，模拟对比了两种电流模式下的熔池传热传质、NiTi熔滴过渡、熔覆涂层及微连接界面的Ni元素传输和分布规律，数值计算和试验结果吻合较好。结果表明，涂层主要由NiTi（B19'）和NiTi2相组成，其中近等原子比的NiTi占主导地位；直流模式下涂层主要为粗糙的球状晶粒，而超高频模式下涂层为细化的树状晶粒，且超高频电流有助于熔池振动和元素均匀分布，并有效提升成形质量。

来源：2022年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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