《激光冲击高强钢应力调控技术及微观结构演变机制》曹宇鹏 仇明 施卫东 等 | PDF下载|ePub下载

前言
第1章绪论1
1��1引言1
1��2E690高强钢研究与应用概述2
1��3金属材料腐蚀疲劳裂纹扩展机理分析2
1��3��1腐蚀疲劳裂纹扩展中的能量分析2
1��3��2基于能量守恒的金属材料腐蚀疲劳裂纹扩展速率模型4
1��4激光冲击调控表面残余应力相关研究与进展6
1��4��1激光冲击强化技术研究概况6
1��4��2激光冲击波传播机制与材料动态响应10
1��4��3激光冲击与表面残余应力分布12
1��5激光冲击材料表面微结构响应研究进展14
1��5��1马氏体相变与晶粒细化机理14
1��5��2极端塑性变形与晶粒细化机理15
1��5��3激光冲击强化不同材料微结构研究概况15
1��6激光冲击微造型对材料摩擦学性能影响的研究现状18
1��7本章小结19
参考文献20
第2章E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试验及腐蚀疲劳损伤建模24
2��1引言24
2��2E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试验25
2��2��1E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试验材料25
2��2��2E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试样制备25
2��2��3E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试验25
2��3E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展试验结果分析27
2��3��1试验数据分析方法27
2��3��2不同环境下E690高强钢裂纹扩展的试验结果28
2��3��3空气与盐水中裂纹扩展试验断口分析31
2��3��4不同应力比下E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展的试验结果33
2��3��5E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率计算与分析33
2��4E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率建模研究36
2��5E690高强钢断裂韧度测试38
2��5��1E690高强钢断裂韧度测试方法38
2��5��2E690高强钢断裂韧度测试结果40
2��6E690高强钢理论模型与拟合模型的对比分析41
2��6��1E690高强钢理论模型计算结果与试验结果对比41
2��6��2E690高强钢裂纹扩展速率理论模型与拟合模型对比42
2��7E690高强钢S��N曲线测试43
2��7��1试验概况43
2��7��2E690高强钢S��N曲线测试试样43
2��7��3E690高强钢S��N曲线测试条件及过程43
2��8E690高强钢损伤分析44
2��8��1E690高强钢S��N曲线测试结果44
2��8��2E690高强钢腐蚀损伤演化实例45
2��8��3E690高强钢S��N曲线与裂纹扩展速率曲线转换46
2��9本章小结47
参考文献48
第3章激光冲击诱导E690高强钢薄板表面动态应变特性研究51
3��1引言51
3��2激光冲击波加载金属薄板表面动态响应51
3��2��1表面动态应变测试的边界条件51
3��2��2表面动态应变测试原理52
3��2��3激光冲击波加载金属薄板表面动态应变模型53
3��2��4表面动态应变测试方法与试验参数54
3��3激光冲击高应变率下E690高强钢表面动态应变模型及边界条件验证55
3��4激光冲击高应变率下E690高强钢表面动态应变模型56
3��5本章小结59
参考文献59
第4章激光冲击波传播机制与E690高强钢表面完整性研究62
4��1引言62
4��2激光冲击波特性测试原理、方法与装置63
4��2��1激光冲击波特性测试原理63
4��2��2激光冲击波特性测试方法与装置64
4��3表面完整性试验与测试68
4��3��1试样制备及试验设备68
4��3��2激光冲击试验参数68
4��3��3表面完整性测试69
4��4数值建模71
4��4��1建立几何模型71
4��4��2材料的本构模型71
4��4��3冲击压力设置72
4��5激光单点冲击应力波传播仿真模型试验验证73
4��6激光冲击E690高强钢残余应力形成机制75
4��6��1E690高强钢残余应力双轴分布特性分析75
4��6��2E690高强钢“残余应力洞”分布特性分析76
4��7激光冲击E690高强钢表面完整性分析79
4��7��1冲击前后E690高强钢表面三维形貌与二维轮廓变化79
4��7��2冲击前后E690高强钢表层残余应力变化82
4��7��3冲击前后E690高强钢表层显微硬度变化83
4��8本章小结84
参考文献84
第5章激光冲击E690高强钢薄板表面残余应力洞形成机制及影响因素
权重分析88
5��1引言88
5��2数值模拟89
5��2��1有限元模型89
5��2��2材料的本构模型89
5��2��3冲击波压力模型90
5��3试验方案设计91
5��4结果分析与讨论92
5��4��1不同激光功率密度冲击后表面残余应力分布92
5��4��2表面Rayleigh传播与模型验证95
5��4��3冲击波传播与残余应力洞的形成机制97
5��4��4E690高强钢冲击波传播模型的建立100
5��4��5表面稀疏波汇聚和纵向冲击波反射对残余应力洞影响权重101
5��5本章小结102
参考文献102
第6章激光冲击E690高强钢表面微结构响应与X射线衍射图谱的相关性
研究105
6��1引言105
6��2试验准备106
6��2��1激光冲击试样制备106
6��2��2激光冲击试验装置及参数106
6��2��3激光冲击区域透射电镜观测试样制备及装置107
6��2��4能谱点测试样制备及装置108
6��2��5XRD分析及装置108
6��3激光冲击E690高强钢表层微观组织演变109
6��3��1E690高强钢原始组织109
6��3��2激光冲击强化后E690高强钢表面的结构形貌110
6��3��3激光冲击强化后E690高强钢电子衍射花样标定112
6��4激光冲击E690高强钢表面成分分析117
6��5激光冲击微观结构演变与XRD衍射图谱相关性118
6��5��1微观结构与表面残余应力相关性118
6��5��2激光冲击强化E690高强钢的XRD分析119
6��5��3XRD图谱所得晶粒尺寸与TEM下晶粒尺寸的对比121
6��5��4E690高强钢的失稳分解过程121
6��5��5E690高强钢的形核—长大过程123
6��6激光冲击强化E690高强钢表面微结构响应模型125
6��7本章小结126
参考文献127
第7章激光冲击诱导E690高强钢表面自纳米化中调幅分解的试验研究130
7��1引言130
7��2试验材料与方法130
7��2��1试验材料130
7��2��2试验过程131
7��2��3分析与检测131
7��3结果与分析132
7��3��1E690高强钢表面XRD衍射图谱分析132
7��3��2E690高强钢表面TEM显微分析134
7��3��3基于调幅分解的E690高强钢微观冲击响应模型与应力弛豫机制137
7��4本章小结138
参考文献139
第8章激光冲击E690高强钢位错组态与晶粒细化的试验研究141
8��1引言141
8��2试验方案设计141
8��2��1试验材料及冲击试验141
8��2��2微观组织观测142
8��3试验结果与分析142
8��3��1激光冲击E690高强钢截面组织分析142
8��3��2激光冲击E690高强钢表层微结构分析143
8��3��3激光冲击E690高强钢内部位错组态研究144
8��4本章小结152
参考文献152
第9章激光冲击对E690高强钢激光熔覆修复微观组织的影响155
9��1引言155
9��2试验材料与方法155
9��2��1试验材料155
9��2��2试验过程156
9��2��3分析与检测157
9��3试验结果分析与讨论158
9��3��1物相分析158
9��3��2显微组织分析159
9��3��3激光冲击E690高强钢熔覆层表层位错组态研究164
9��3��4表面残余应力170
9��4本章小结171
参考文献172
第10章激光冲击对E690高强钢熔覆修复结合界面组织的影响175
10��1引言175
10��2试样材料与方法175
10��2��1试样制备175
10��2��2熔覆层制备与强化176
10��2��3分析与检测177
10��3E690高强钢基体及熔覆层的织构分析177
10��4激光冲击E690高强钢熔覆层截面微结构分析179
10��4��1激光冲击对熔覆层截面织构的影响179
10��4��2激光冲击E690高强钢熔覆截面晶粒尺寸变化与晶界取向角分析180
10��5激光冲击E690高强钢熔覆层界面微结构分析184
10��5��1激光冲击对E690熔覆界面织构的影响184
10��5��2激光冲击对熔覆层界面微观组织的影响187
10��5��3激光冲击E690高强钢熔覆层界面晶界取向角分析189
10��6激光冲击E690高强钢熔覆层界面响应模型191
10��7本章小结192
参考文献192
第11章E690高强钢表面激光冲击微造型及其摩擦学性能的试验研究194
11��1引言194
11��2激光冲击微造型的模拟与试验方法195
11��2��1有限元模型的建立195
11��2��2激光冲击微造型试验196
11��2��3摩擦磨损试验198
11��3激光冲击微造型的成形规律及表面微观结构演变199
11��3��1激光冲击次数对微造型表面形貌的影响199
11��3��2激光冲击次数对残余应力和FWHM值的影响201
11��3��3微造型表面纳米化及调幅分解验证205
11��4微造型几何参数设计对摩擦学性能的影响206
11��4��1摩擦学性能分析方法206
11��4��2微造型密度对摩擦系数的影响206
11��4��3微造型深度对摩擦系数的影响208
11��5磨损表面与磨损机理分析209
11��5��1磨损表面分析209
11��5��2磨损机理分析211
11��6本章小结213
参考文献214
第12章激光冲击微造型表面AlCrN涂层制备及减摩机理217
12��1引言217
12��2AlCrN涂层制备试验及测试方法217
12��2��1AlCrN涂层的制备方法217
12��2��2表面和截面微观形貌观察219
12��2��3X射线物相检测219
12��2��4显微硬度与残余应力检测219
12��2��5涂层工程结合强度检测220
12��3AlCrN涂层性能分析221
12��3��1表面宏观形貌221
12��3��2表面微观形貌与物相分析222
12��3��3显微硬度与残余应力223
12��3��4涂层与基体的结合强度224
12��4微造型��AlCrN涂层试样的摩擦磨损性能研究226
12��4��1不同密度微造型��AlCrN涂层的摩擦学性能226
12��4��2不同深度微造型��AlCrN涂层的摩擦学性能227
12��5微造型��AlCrN涂层试样的磨损表面观察及机理分析229
12��5��1磨损表面形貌分析229
12��5��2磨损表面的EDS能谱分析232
12��5��3微造型��AlCrN涂层的减摩润滑模型233
12��6本章小结234
参考文献235