QT450表面激光熔覆高熵合金涂层的数值模拟与实验研究

石文达; 孙鸣骏; 乔莹; 张志辉; 沈蕲志; 杨凯淇; 沙明红

doi:10.13988/j.ustl.2026.03.003

辽宁科技大学学报 ›› 2026, Vol. 49 ›› Issue (3) : 185 -194. DOI: 10.13988/j.ustl.2026.03.003

QT450表面激光熔覆高熵合金涂层的数值模拟与实验研究

石文达, 孙鸣骏, 乔莹, 张志辉, 沈蕲志, 杨凯淇, 沙明红

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摘要

为解决QT450基体零件表面硬度低、耐磨性差等工程难题，采用激光熔覆技术制备高熵合金涂层以提升材料表面硬度。为了缩短研究周期、降低成本，本文基于COMSOL Multiphysics软件建立激光熔覆AlCoCrFeNi_2.1Mo_0.5高熵合金涂层制备过程的温度场和应力场模型，并依据熔覆层形貌验证模型，模拟结果与实验结果吻合。采用数值模拟分析激光功率、扫描速度对涂层温度场和应力场的影响，确定了合理的熔覆功率范围为1 500～1800 W，扫描速度范围为12～18 mm/s。依据优化后的参数进行实验表明，当激光功率为1 650 W、扫描速度为15 mm/s时，涂层的综合性能最佳，宽高比值为2.96，稀释率约为18%，涂层与基体界面形成连续致密的冶金结合，涂层硬度平均值为729.3 HV₁，为该类涂层的制备工艺优化及实验研究提供理论基础与技术支撑。