自蔓延制备NiAl涂层温度场的数值模拟与分析

摘要

采用有限元模型和具备温度判据的热源子程序模拟自蔓延过程,分析工艺参数对自蔓延过程温度场的影响规律。通过实验测试表面及体系内部的温度随时间的变化,用以验证有限元模型和热源子程序的有效性。结果表明:自蔓延过程中燃烧波的形貌一致,压坯表面温度分布相近,该有限元模型能够准确反映自蔓延过程的温度变化。钢基体表面温度随燃烧波的扩展依次达到最高温度,且各位置所能达到最高温度不相同,呈波浪分布,温度范围为913.4~1 044.0℃。预热使Ni/Al压坯和基体表面温度升高,且后者升温幅度相对较小。在预热到300℃时,基体表面温度可达到1 123.3℃。由中间引燃Ni/Al反应时,与一侧引燃相比,蔓延速率相同,但蔓延时间减少一半,使得燃烧更集中,压坯和基体中的温度更高。