激光沖擊高強鋼應力調(diào)控技術(shù)及微觀結(jié)構(gòu)演變機制

前言
第1章緒論1
11引言1
12E690高強鋼研究與應用概述2
13金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展機理分析2
131腐蝕疲勞裂紋擴展中的能量分析2
132基于能量守恒的金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展速率模型4
14激光沖擊調(diào)控表面殘余應力相關(guān)研究與進展6
141激光沖擊強化技術(shù)研究概況6
142激光沖擊波傳播機制與材料動態(tài)響應10
143激光沖擊與表面殘余應力分布12
15激光沖擊材料表面微結(jié)構(gòu)響應研究進展14
151馬氏體相變與晶粒細化機理14
152極端塑性變形與晶粒細化機理15
153激光沖擊強化不同材料微結(jié)構(gòu)研究概況15
16激光沖擊微造型對材料摩擦學性能影響的研究現(xiàn)狀18
17本章小結(jié)19
參考文獻20
第2章E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗及腐蝕疲勞損傷建模24
21引言24
22E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
221E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗材料25
222E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試樣制備25
223E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
23E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗結(jié)果分析27
231試驗數(shù)據(jù)分析方法27
232不同環(huán)境下E690高強鋼裂紋擴展的試驗結(jié)果28
233空氣與鹽水中裂紋擴展試驗斷口分析31
234不同應力比下E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展的試驗結(jié)果33
235E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率計算與分析33
24E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率建模研究36
25E690高強鋼斷裂韌度測試38
251E690高強鋼斷裂韌度測試方法38
252E690高強鋼斷裂韌度測試結(jié)果40
26E690高強鋼理論模型與擬合模型的對比分析41
261E690高強鋼理論模型計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比41
262E690高強鋼裂紋擴展速率理論模型與擬合模型對比42
27E690高強鋼SN曲線測試43
271試驗概況43
272E690高強鋼SN曲線測試試樣43
273E690高強鋼SN曲線測試條件及過程43
28E690高強鋼損傷分析44
281E690高強鋼SN曲線測試結(jié)果44
282E690高強鋼腐蝕損傷演化實例45
283E690高強鋼SN曲線與裂紋擴展速率曲線轉(zhuǎn)換46
29本章小結(jié)47
參考文獻48
第3章激光沖擊誘導E690高強鋼薄板表面動態(tài)應變特性研究51
31引言51
32激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)響應51
321表面動態(tài)應變測試的邊界條件51
322表面動態(tài)應變測試原理52
323激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)應變模型53
324表面動態(tài)應變測試方法與試驗參數(shù)54
33激光沖擊高應變率下E690高強鋼表面動態(tài)應變模型及邊界條件驗證55
34激光沖擊高應變率下E690高強鋼表面動態(tài)應變模型56
35本章小結(jié)59
參考文獻59
第4章激光沖擊波傳播機制與E690高強鋼表面完整性研究62
41引言62
42激光沖擊波特性測試原理、方法與裝置63
421激光沖擊波特性測試原理63
422激光沖擊波特性測試方法與裝置64
43表面完整性試驗與測試68
431試樣制備及試驗設(shè)備68
432激光沖擊試驗參數(shù)68
433表面完整性測試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激光單點沖擊應力波傳播仿真模型試驗驗證73
46激光沖擊E690高強鋼殘余應力形成機制75
461E690高強鋼殘余應力雙軸分布特性分析75
462E690高強鋼“殘余應力洞”分布特性分析76
47激光沖擊E690高強鋼表面完整性分析79
471沖擊前后E690高強鋼表面三維形貌與二維輪廓變化79
472沖擊前后E690高強鋼表層殘余應力變化82
473沖擊前后E690高強鋼表層顯微硬度變化83
48本章小結(jié)84
參考文獻84
第5章激光沖擊E690高強鋼薄板表面殘余應力洞形成機制及影響因素
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試驗方案設(shè)計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力分布92
542表面Rayleigh傳播與模型驗證95
543沖擊波傳播與殘余應力洞的形成機制97
544E690高強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殘余應力洞影響權(quán)重101
55本章小結(jié)102
參考文獻102
第6章激光沖擊E690高強鋼表面微結(jié)構(gòu)響應與X射線衍射圖譜的相關(guān)性
研究105
61引言105
62試驗準備106
621激光沖擊試樣制備106
622激光沖擊試驗裝置及參數(shù)106
623激光沖擊區(qū)域透射電鏡觀測試樣制備及裝置107
624能譜點測試樣制備及裝置108
625XRD分析及裝置108
63激光沖擊E690高強鋼表層微觀組織演變109
631E690高強鋼原始組織109
632激光沖擊強化后E690高強鋼表面的結(jié)構(gòu)形貌110
633激光沖擊強化后E690高強鋼電子衍射花樣標定112
64激光沖擊E690高強鋼表面成分分析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)與表面殘余應力相關(guān)性118
652激光沖擊強化E690高強鋼的XRD分析119
653XRD圖譜所得晶粒尺寸與TEM下晶粒尺寸的對比121
654E690高強鋼的失穩(wěn)分解過程121
655E690高強鋼的形核—長大過程123
66激光沖擊強化E690高強鋼表面微結(jié)構(gòu)響應模型125
67本章小結(jié)126
參考文獻127
第7章激光沖擊誘導E690高強鋼表面自納米化中調(diào)幅分解的試驗研究130
71引言130
72試驗材料與方法130
721試驗材料130
722試驗過程131
723分析與檢測131
73結(jié)果與分析132
731E690高強鋼表面XRD衍射圖譜分析132
732E690高強鋼表面TEM顯微分析134
733基于調(diào)幅分解的E690高強鋼微觀沖擊響應模型與應力弛豫機制137
74本章小結(jié)138
參考文獻139
第8章激光沖擊E690高強鋼位錯組態(tài)與晶粒細化的試驗研究141
81引言141
82試驗方案設(shè)計141
821試驗材料及沖擊試驗141
822微觀組織觀測142
83試驗結(jié)果與分析142
831激光沖擊E690高強鋼截面組織分析142
832激光沖擊E690高強鋼表層微結(jié)構(gòu)分析143
833激光沖擊E690高強鋼內(nèi)部位錯組態(tài)研究144
84本章小結(jié)152
參考文獻152
第9章激光沖擊對E690高強鋼激光熔覆修復微觀組織的影響155
91引言155
92試驗材料與方法155
921試驗材料155
922試驗過程156
923分析與檢測157
93試驗結(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高強鋼熔覆層表層位錯組態(tài)研究164
934表面殘余應力170
94本章小結(jié)171
參考文獻172
第10章激光沖擊對E690高強鋼熔覆修復結(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熔覆層制備與強化176
1023分析與檢測177
103E690高強鋼基體及熔覆層的織構(gòu)分析177
104激光沖擊E690高強鋼熔覆層截面微結(jié)構(gòu)分析179
1041激光沖擊對熔覆層截面織構(gòu)的影響179
1042激光沖擊E690高強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高強鋼熔覆層界面微結(jié)構(gòu)分析184
1051激光沖擊對E690熔覆界面織構(gòu)的影響184
1052激光沖擊對熔覆層界面微觀組織的影響187
1053激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面晶界取向角分析189
106激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面響應模型191
107本章小結(jié)192
參考文獻192
第11章E690高強鋼表面激光沖擊微造型及其摩擦學性能的試驗研究194
111引言194
112激光沖擊微造型的模擬與試驗方法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196
1123摩擦磨損試驗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)對微造型表面形貌的影響199
1132激光沖擊次數(shù)對殘余應力和FWHM值的影響201
1133微造型表面納米化及調(diào)幅分解驗證205
114微造型幾何參數(shù)設(shè)計對摩擦學性能的影響206
1141摩擦學性能分析方法206
1142微造型密度對摩擦系數(shù)的影響206
1143微造型深度對摩擦系數(shù)的影響208
115磨損表面與磨損機理分析209
1151磨損表面分析209
1152磨損機理分析211
116本章小結(jié)213
參考文獻214
第12章激光沖擊微造型表面AlCrN涂層制備及減摩機理217
121引言217
122AlCrN涂層制備試驗及測試方法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219
1224顯微硬度與殘余應力檢測219
1225涂層工程結(jié)合強度檢測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顯微硬度與殘余應力223
1234涂層與基體的結(jié)合強度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涂層的摩擦學性能226
1242不同深度微造型AlCrN涂層的摩擦學性能227
125微造型AlCrN涂層試樣的磨損表面觀察及機理分析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涂層的減摩潤滑模型233
126本章小結(jié)234
參考文獻235