Моделирование тепловых процессов при электроискровом легировании материалов малослойным графеном [Articol]

Abstract

Рассмотрено нестационарное температурное поле в полубесконечном теле при импульсном тепловом источнике, характерном для электроискрового легирования. Приведено аналитическое решение уравнения теплопроводности в цилиндрических координатах для мгновенного точечного источника. Выполнены численные расчеты для алюминиевой подложки без покрытия и с тонким графеновым слоем. Показано, что графеновое напыление толщиной 1–2 мкм повышает локальную температуру на 27,2%, снижает глубину плавления и радиус зоны нагрева. Проведено экспериментальное исследование влияния малослойного графена на тепловые процессы и морфологию поверхности при электроискровом легировании алюминия и сплава Д16Т.

The paper considers an unsteady temperature field in a semi-infinite body with a pulsed heat source characteristic of electric spark alloying. An analytical solution of the heat conduction equation in cylindrical coordinates for an instantaneous point source is given. Numerical calculations have been performed for an uncoated aluminum substrate with a thin graphene layer. It is shown that graphene deposition with a thickness of 1–2 microns increases the local temperature by 27,2% and reduces the melting depth and radius of the heating zone. An experimental study of the effect of multilayer graphene on thermal processes and surface morphology during electric spark alloying of aluminum and D16T alloy has been carried out.