激光沖擊高強(qiáng)鋼應(yīng)力調(diào)控技術(shù)及微觀結(jié)構(gòu)演變機(jī)制

前言
第1章緒論1
11引言1
12E690高強(qiáng)鋼研究與應(yīng)用概述2
13金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)理分析2
131腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展中的能量分析2
132基于能量守恒的金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率模型4
14激光沖擊調(diào)控表面殘余應(yīng)力相關(guān)研究與進(jìn)展6
141激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)研究概況6
142激光沖擊波傳播機(jī)制與材料動(dòng)態(tài)響應(yīng)10
143激光沖擊與表面殘余應(yīng)力分布12
15激光沖擊材料表面微結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究進(jìn)展14
151馬氏體相變與晶粒細(xì)化機(jī)理14
152極端塑性變形與晶粒細(xì)化機(jī)理15
153激光沖擊強(qiáng)化不同材料微結(jié)構(gòu)研究概況15
16激光沖擊微造型對(duì)材料摩擦學(xué)性能影響的研究現(xiàn)狀18
17本章小結(jié)19
參考文獻(xiàn)20
第2章E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)及腐蝕疲勞損傷建模24
21引言24
22E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)25
221E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)材料25
222E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試樣制備25
223E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)25
23E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)結(jié)果分析27
231試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法27
232不同環(huán)境下E690高強(qiáng)鋼裂紋擴(kuò)展的試驗(yàn)結(jié)果28
233空氣與鹽水中裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)斷口分析31
234不同應(yīng)力比下E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展的試驗(yàn)結(jié)果33
235E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率計(jì)算與分析33
24E690高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率建模研究36
25E690高強(qiáng)鋼斷裂韌度測(cè)試38
251E690高強(qiáng)鋼斷裂韌度測(cè)試方法38
252E690高強(qiáng)鋼斷裂韌度測(cè)試結(jié)果40
26E690高強(qiáng)鋼理論模型與擬合模型的對(duì)比分析41
261E690高強(qiáng)鋼理論模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比41
262E690高強(qiáng)鋼裂紋擴(kuò)展速率理論模型與擬合模型對(duì)比42
27E690高強(qiáng)鋼SN曲線測(cè)試43
271試驗(yàn)概況43
272E690高強(qiáng)鋼SN曲線測(cè)試試樣43
273E690高強(qiáng)鋼SN曲線測(cè)試條件及過(guò)程43
28E690高強(qiáng)鋼損傷分析44
281E690高強(qiáng)鋼SN曲線測(cè)試結(jié)果44
282E690高強(qiáng)鋼腐蝕損傷演化實(shí)例45
283E690高強(qiáng)鋼SN曲線與裂紋擴(kuò)展速率曲線轉(zhuǎn)換46
29本章小結(jié)47
參考文獻(xiàn)48
第3章激光沖擊誘導(dǎo)E690高強(qiáng)鋼薄板表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變特性研究51
31引言51
32激光沖擊波加載金屬薄板表面動(dòng)態(tài)響應(yīng)51
321表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試的邊界條件51
322表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試原理52
323激光沖擊波加載金屬薄板表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變模型53
324表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試方法與試驗(yàn)參數(shù)54
33激光沖擊高應(yīng)變率下E690高強(qiáng)鋼表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變模型及邊界條件驗(yàn)證55
34激光沖擊高應(yīng)變率下E690高強(qiáng)鋼表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變模型56
35本章小結(jié)59
參考文獻(xiàn)59
第4章激光沖擊波傳播機(jī)制與E690高強(qiáng)鋼表面完整性研究62
41引言62
42激光沖擊波特性測(cè)試原理、方法與裝置63
421激光沖擊波特性測(cè)試原理63
422激光沖擊波特性測(cè)試方法與裝置64
43表面完整性試驗(yàn)與測(cè)試68
431試樣制備及試驗(yàn)設(shè)備68
432激光沖擊試驗(yàn)參數(shù)68
433表面完整性測(cè)試69
44數(shù)值建模71
441建立幾何模型71
442材料的本構(gòu)模型71
443沖擊壓力設(shè)置72
45激光單點(diǎn)沖擊應(yīng)力波傳播仿真模型試驗(yàn)驗(yàn)證73
46激光沖擊E690高強(qiáng)鋼殘余應(yīng)力形成機(jī)制75
461E690高強(qiáng)鋼殘余應(yīng)力雙軸分布特性分析75
462E690高強(qiáng)鋼“殘余應(yīng)力洞”分布特性分析76
47激光沖擊E690高強(qiáng)鋼表面完整性分析79
471沖擊前后E690高強(qiáng)鋼表面三維形貌與二維輪廓變化79
472沖擊前后E690高強(qiáng)鋼表層殘余應(yīng)力變化82
473沖擊前后E690高強(qiáng)鋼表層顯微硬度變化83
48本章小結(jié)84
參考文獻(xiàn)84
第5章激光沖擊E690高強(qiáng)鋼薄板表面殘余應(yīng)力洞形成機(jī)制及影響因素
權(quán)重分析88
51引言88
52數(shù)值模擬89
521有限元模型89
522材料的本構(gòu)模型89
523沖擊波壓力模型90
53試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)91
54結(jié)果分析與討論92
541不同激光功率密度沖擊后表面殘余應(yīng)力分布92
542表面Rayleigh傳播與模型驗(yàn)證95
543沖擊波傳播與殘余應(yīng)力洞的形成機(jī)制97
544E690高強(qiáng)鋼沖擊波傳播模型的建立100
545表面稀疏波匯聚和縱向沖擊波反射對(duì)殘余應(yīng)力洞影響權(quán)重101
55本章小結(jié)102
參考文獻(xiàn)102
第6章激光沖擊E690高強(qiáng)鋼表面微結(jié)構(gòu)響應(yīng)與X射線衍射圖譜的相關(guān)性
研究105
61引言105
62試驗(yàn)準(zhǔn)備106
621激光沖擊試樣制備106
622激光沖擊試驗(yàn)裝置及參數(shù)106
623激光沖擊區(qū)域透射電鏡觀測(cè)試樣制備及裝置107
624能譜點(diǎn)測(cè)試樣制備及裝置108
625XRD分析及裝置108
63激光沖擊E690高強(qiáng)鋼表層微觀組織演變109
631E690高強(qiáng)鋼原始組織109
632激光沖擊強(qiáng)化后E690高強(qiáng)鋼表面的結(jié)構(gòu)形貌110
633激光沖擊強(qiáng)化后E690高強(qiáng)鋼電子衍射花樣標(biāo)定112
64激光沖擊E690高強(qiáng)鋼表面成分分析117
65激光沖擊微觀結(jié)構(gòu)演變與XRD衍射圖譜相關(guān)性118
651微觀結(jié)構(gòu)與表面殘余應(yīng)力相關(guān)性118
652激光沖擊強(qiáng)化E690高強(qiáng)鋼的XRD分析119
653XRD圖譜所得晶粒尺寸與TEM下晶粒尺寸的對(duì)比121
654E690高強(qiáng)鋼的失穩(wěn)分解過(guò)程121
655E690高強(qiáng)鋼的形核—長(zhǎng)大過(guò)程123
66激光沖擊強(qiáng)化E690高強(qiáng)鋼表面微結(jié)構(gòu)響應(yīng)模型125
67本章小結(jié)126
參考文獻(xiàn)127
第7章激光沖擊誘導(dǎo)E690高強(qiáng)鋼表面自納米化中調(diào)幅分解的試驗(yàn)研究130
71引言130
72試驗(yàn)材料與方法130
721試驗(yàn)材料130
722試驗(yàn)過(guò)程131
723分析與檢測(cè)131
73結(jié)果與分析132
731E690高強(qiáng)鋼表面XRD衍射圖譜分析132
732E690高強(qiáng)鋼表面TEM顯微分析134
733基于調(diào)幅分解的E690高強(qiáng)鋼微觀沖擊響應(yīng)模型與應(yīng)力弛豫機(jī)制137
74本章小結(jié)138
參考文獻(xiàn)139
第8章激光沖擊E690高強(qiáng)鋼位錯(cuò)組態(tài)與晶粒細(xì)化的試驗(yàn)研究141
81引言141
82試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)141
821試驗(yàn)材料及沖擊試驗(yàn)141
822微觀組織觀測(cè)142
83試驗(yàn)結(jié)果與分析142
831激光沖擊E690高強(qiáng)鋼截面組織分析142
832激光沖擊E690高強(qiáng)鋼表層微結(jié)構(gòu)分析143
833激光沖擊E690高強(qiáng)鋼內(nèi)部位錯(cuò)組態(tài)研究144
84本章小結(jié)152
參考文獻(xiàn)152
第9章激光沖擊對(duì)E690高強(qiáng)鋼激光熔覆修復(fù)微觀組織的影響155
91引言155
92試驗(yàn)材料與方法155
921試驗(yàn)材料155
922試驗(yàn)過(guò)程156
923分析與檢測(cè)157
93試驗(yàn)結(jié)果分析與討論158
931物相分析158
932顯微組織分析159
933激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆層表層位錯(cuò)組態(tài)研究164
934表面殘余應(yīng)力170
94本章小結(jié)171
參考文獻(xiàn)172
第10章激光沖擊對(duì)E690高強(qiáng)鋼熔覆修復(fù)結(jié)合界面組織的影響175
101引言175
102試樣材料與方法175
1021試樣制備175
1022熔覆層制備與強(qiáng)化176
1023分析與檢測(cè)177
103E690高強(qiáng)鋼基體及熔覆層的織構(gòu)分析177
104激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆層截面微結(jié)構(gòu)分析179
1041激光沖擊對(duì)熔覆層截面織構(gòu)的影響179
1042激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆截面晶粒尺寸變化與晶界取向角分析180
105激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆層界面微結(jié)構(gòu)分析184
1051激光沖擊對(duì)E690熔覆界面織構(gòu)的影響184
1052激光沖擊對(duì)熔覆層界面微觀組織的影響187
1053激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆層界面晶界取向角分析189
106激光沖擊E690高強(qiáng)鋼熔覆層界面響應(yīng)模型191
107本章小結(jié)192
參考文獻(xiàn)192
第11章E690高強(qiáng)鋼表面激光沖擊微造型及其摩擦學(xué)性能的試驗(yàn)研究194
111引言194
112激光沖擊微造型的模擬與試驗(yàn)方法195
1121有限元模型的建立195
1122激光沖擊微造型試驗(yàn)196
1123摩擦磨損試驗(yàn)198
113激光沖擊微造型的成形規(guī)律及表面微觀結(jié)構(gòu)演變199
1131激光沖擊次數(shù)對(duì)微造型表面形貌的影響199
1132激光沖擊次數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力和FWHM值的影響201
1133微造型表面納米化及調(diào)幅分解驗(yàn)證205
114微造型幾何參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)摩擦學(xué)性能的影響206
1141摩擦學(xué)性能分析方法206
1142微造型密度對(duì)摩擦系數(shù)的影響206
1143微造型深度對(duì)摩擦系數(shù)的影響208
115磨損表面與磨損機(jī)理分析209
1151磨損表面分析209
1152磨損機(jī)理分析211
116本章小結(jié)213
參考文獻(xiàn)214
第12章激光沖擊微造型表面AlCrN涂層制備及減摩機(jī)理217
121引言217
122AlCrN涂層制備試驗(yàn)及測(cè)試方法217
1221AlCrN涂層的制備方法217
1222表面和截面微觀形貌觀察219
1223X射線物相檢測(cè)219
1224顯微硬度與殘余應(yīng)力檢測(cè)219
1225涂層工程結(jié)合強(qiáng)度檢測(cè)220
123AlCrN涂層性能分析221
1231表面宏觀形貌221
1232表面微觀形貌與物相分析222
1233顯微硬度與殘余應(yīng)力223
1234涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度224
124微造型AlCrN涂層試樣的摩擦磨損性能研究226
1241不同密度微造型AlCrN涂層的摩擦學(xué)性能226
1242不同深度微造型AlCrN涂層的摩擦學(xué)性能227
125微造型AlCrN涂層試樣的磨損表面觀察及機(jī)理分析229
1251磨損表面形貌分析229
1252磨損表面的EDS能譜分析232
1253微造型AlCrN涂層的減摩潤(rùn)滑模型233
126本章小結(jié)234
參考文獻(xiàn)235