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激光沖擊高強鋼應力調控技術及微觀結構演變機制 版權信息
- ISBN：9787111732662
- 條形碼：9787111732662 ; 978-7-111-73266-2
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
激光沖擊高強鋼應力調控技術及微觀結構演變機制 本書特色
介紹了激光沖擊誘導高強鋼動態(tài)響應、微觀結構與應力調控多尺度演變機制及其微造型減摩新方向的系統(tǒng)研究。
激光沖擊高強鋼應力調控技術及微觀結構演變機制 內容簡介
自升式平臺是海洋資源開發(fā)的重要裝備，樁腿是其升降系統(tǒng)的核心機構。本書針對樁腿材料E690高強鋼的磨損、疲勞、膠合等多元損傷行為，聚焦激光沖擊誘導E690高強鋼動態(tài)響應、微觀結構與應力調控多尺度演變機制，介紹了E690高強鋼激光表面改性、減摩延壽及增材修復的基礎研究。本書著重闡述了涵蓋E690高強鋼失效行為與機理，激光沖擊波誘導E690高強鋼動態(tài)響應與殘余應力形成機制，微觀組織結構與殘余應力分布的相關性，激光沖擊微觀結構表征及基于位錯組態(tài)的晶粒細化機制，激光沖擊微造型減摩延壽和LCR/LSP復合修復機理的新理論、新方法及新技術。本書所述的研究內容及成果有利于激光表面改性、減摩延壽及增材修復的基礎研究成果盡快走向應用，有助于拓展高能束復合制造與再制造的新方法和工藝。本書可供從事激光加工、表面工程、高技術船舶與海洋工程裝備制造的科技人員、工程技術人員參考，也可作為機械工程、材料加工工程學科研究生和高年級本科生等的學習用書。
激光沖擊高強鋼應力調控技術及微觀結構演變機制 目錄
前言
第1章緒論1
11引言1
12E690高強鋼研究與應用概述2
13金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展機理分析2
131腐蝕疲勞裂紋擴展中的能量分析2
132基于能量守恒的金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展速率模型4
14激光沖擊調控表面殘余應力相關研究與進展6
141激光沖擊強化技術研究概況6
142激光沖擊波傳播機制與材料動態(tài)響應10
143激光沖擊與表面殘余應力分布12
15激光沖擊材料表面微結構響應研究進展14
151馬氏體相變與晶粒細化機理14
152極端塑性變形與晶粒細化機理15
153激光沖擊強化不同材料微結構研究概況15
16激光沖擊微造型對材料摩擦學性能影響的研究現(xiàn)狀18
17本章小結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
21引言24
22E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
221E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗材料25
222E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試樣制備25
223E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
23E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗結果分析27
231試驗數(shù)據(jù)分析方法27
232不同環(huán)境下E690高強鋼裂紋擴展的試驗結果28
233空氣與鹽水中裂紋擴展試驗斷口分析31
234不同應力比下E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展的試驗結果33
235E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率計算與分析33
24E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率建模研究36
25E690高強鋼斷裂韌度測試38
251E690高強鋼斷裂韌度測試方法38
252E690高強鋼斷裂韌度測試結果40
26E690高強鋼理論模型與擬合模型的對比分析41
261E690高強鋼理論模型計算結果與試驗結果對比41
262E690高強鋼裂紋擴展速率理論模型與擬合模型對比42
27E690高強鋼SN曲線測試43
271試驗概況43
272E690高強鋼SN曲線測試試樣43
273E690高強鋼SN曲線測試條件及過程43
28E690高強鋼損傷分析44
281E690高強鋼SN曲線測試結果44
282E690高強鋼腐蝕損傷演化實例45
283E690高強鋼SN曲線與裂紋擴展速率曲線轉換46
29本章小結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
31引言51
32激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)響應51
321表面動態(tài)應變測試的邊界條件51
322表面動態(tài)應變測試原理52
323激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)應變模型53
324表面動態(tài)應變測試方法與試驗參數(shù)54
33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
34激光沖擊高應變率下E690高強鋼表面動態(tài)應變模型56
35本章小結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
41引言62
42激光沖擊波特性測試原理、方法與裝置63
421激光沖擊波特性測試原理63
422激光沖擊波特性測試方法與裝置64
43表面完整性試驗與測試68
431試樣制備及試驗設備68
432激光沖擊試驗參數(shù)68
433表面完整性測試69
44數(shù)值建模71
441建立幾何模型71
442材料的本構模型71
443沖擊壓力設置72
45激光單點沖擊應力波傳播仿真模型試驗驗證73
46激光沖擊E690高強鋼殘余應力形成機制75
461E690高強鋼殘余應力雙軸分布特性分析75
462E690高強鋼“殘余應力洞”分布特性分析76
47激光沖擊E690高強鋼表面完整性分析79
471沖擊前后E690高強鋼表面三維形貌與二維輪廓變化79
472沖擊前后E690高強鋼表層殘余應力變化82
473沖擊前后E690高強鋼表層顯微硬度變化83
48本章小結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
權重分析88
51引言88
52數(shù)值模擬89
521有限元模型89
522材料的本構模型89
523沖擊波壓力模型90
53試驗方案設計91
54結果分析與討論92
541不同激光功率密度沖擊后表面殘余應力分布92
542表面Rayleigh傳播與模型驗證95
543沖擊波傳播與殘余應力洞的形成機制97
544E690高強鋼沖擊波傳播模型的建立100
545表面稀疏波匯聚和縱向沖擊波反射對殘余應力洞影響權重101
55本章小結102
參考文獻102
第6章激光沖擊E690高強鋼表面微結構響應與X射線衍射圖譜的相關性
研究105
61引言105
62試驗準備106
621激光沖擊試樣制備106
622激光沖擊試驗裝置及參數(shù)106
623激光沖擊區(qū)域透射電鏡觀測試樣制備及裝置107
624能譜點測試樣制備及裝置108
625XRD分析及裝置108
63激光沖擊E690高強鋼表層微觀組織演變109
631E690高強鋼原始組織109
632激光沖擊強化后E690高強鋼表面的結構形貌110
633激光沖擊強化后E690高強鋼電子衍射花樣標定112
64激光沖擊E690高強鋼表面成分分析117
65激光沖擊微觀結構演變與XRD衍射圖譜相關性118
651微觀結構與表面殘余應力相關性118
652激光沖擊強化E690高強鋼的XRD分析119
653XRD圖譜所得晶粒尺寸與TEM下晶粒尺寸的對比121
654E690高強鋼的失穩(wěn)分解過程121
655E690高強鋼的形核—長大過程123
66激光沖擊強化E690高強鋼表面微結構響應模型125
67本章小結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幅分解的試驗研究130
71引言130
72試驗材料與方法130
721試驗材料130
722試驗過程131
723分析與檢測131
73結果與分析132
731E690高強鋼表面XRD衍射圖譜分析132
732E690高強鋼表面TEM顯微分析134
733基于調幅分解的E690高強鋼微觀沖擊響應模型與應力弛豫機制137
74本章小結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
81引言141
82試驗方案設計141
821試驗材料及沖擊試驗141
822微觀組織觀測142
83試驗結果與分析142
831激光沖擊E690高強鋼截面組織分析142
832激光沖擊E690高強鋼表層微結構分析143
833激光沖擊E690高強鋼內部位錯組態(tài)研究144
84本章小結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
91引言155
92試驗材料與方法155
921試驗材料155
922試驗過程156
923分析與檢測157
93試驗結果分析與討論158
931物相分析158
932顯微組織分析159
933激光沖擊E690高強鋼熔覆層表層位錯組態(tài)研究164
934表面殘余應力170
94本章小結171
參考文獻172
第10章激光沖擊對E690高強鋼熔覆修復結合界面組織的影響175
101引言175
102試樣材料與方法175
1021試樣制備175
1022熔覆層制備與強化176
1023分析與檢測177
103E690高強鋼基體及熔覆層的織構分析177
104激光沖擊E690高強鋼熔覆層截面微結構分析179
1041激光沖擊對熔覆層截面織構的影響179
1042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
105激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面微結構分析184
1051激光沖擊對E690熔覆界面織構的影響184
1052激光沖擊對熔覆層界面微觀組織的影響187
1053激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面晶界取向角分析189
106激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面響應模型191
107本章小結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
111引言194
112激光沖擊微造型的模擬與試驗方法195
1121有限元模型的建立195
1122激光沖擊微造型試驗196
1123摩擦磨損試驗198
113激光沖擊微造型的成形規(guī)律及表面微觀結構演變199
1131激光沖擊次數(shù)對微造型表面形貌的影響199
1132激光沖擊次數(shù)對殘余應力和FWHM值的影響201
1133微造型表面納米化及調幅分解驗證205
114微造型幾何參數(shù)設計對摩擦學性能的影響206
1141摩擦學性能分析方法206
1142微造型密度對摩擦系數(shù)的影響206
1143微造型深度對摩擦系數(shù)的影響208
115磨損表面與磨損機理分析209
1151磨損表面分析209
1152磨損機理分析211
116本章小結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
121引言217
122AlCrN涂層制備試驗及測試方法217
1221AlCrN涂層的制備方法217
1222表面和截面微觀形貌觀察219
1223X射線物相檢測219
1224顯微硬度與殘余應力檢測219
1225涂層工程結合強度檢測220
123AlCrN涂層性能分析221
1231表面宏觀形貌221
1232表面微觀形貌與物相分析222
1233顯微硬度與殘余應力223
1234涂層與基體的結合強度224
124微造型AlCrN涂層試樣的摩擦磨損性能研究226
1241不同密度微造型AlCrN涂層的摩擦學性能226
1242不同深度微造型AlCrN涂層的摩擦學性能227
125微造型AlCrN涂層試樣的磨損表面觀察及機理分析229
1251磨損表面形貌分析229
1252磨損表面的EDS能譜分析232
1253微造型AlCrN涂層的減摩潤滑模型233
126本章小結234
參考文獻235
第1章緒論1
11引言1
12E690高強鋼研究與應用概述2
13金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展機理分析2
131腐蝕疲勞裂紋擴展中的能量分析2
132基于能量守恒的金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展速率模型4
14激光沖擊調控表面殘余應力相關研究與進展6
141激光沖擊強化技術研究概況6
142激光沖擊波傳播機制與材料動態(tài)響應10
143激光沖擊與表面殘余應力分布12
15激光沖擊材料表面微結構響應研究進展14
151馬氏體相變與晶粒細化機理14
152極端塑性變形與晶粒細化機理15
153激光沖擊強化不同材料微結構研究概況15
16激光沖擊微造型對材料摩擦學性能影響的研究現(xiàn)狀18
17本章小結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
21引言24
22E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
221E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗材料25
222E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試樣制備25
223E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗25
23E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗結果分析27
231試驗數(shù)據(jù)分析方法27
232不同環(huán)境下E690高強鋼裂紋擴展的試驗結果28
233空氣與鹽水中裂紋擴展試驗斷口分析31
234不同應力比下E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展的試驗結果33
235E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率計算與分析33
24E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率建模研究36
25E690高強鋼斷裂韌度測試38
251E690高強鋼斷裂韌度測試方法38
252E690高強鋼斷裂韌度測試結果40
26E690高強鋼理論模型與擬合模型的對比分析41
261E690高強鋼理論模型計算結果與試驗結果對比41
262E690高強鋼裂紋擴展速率理論模型與擬合模型對比42
27E690高強鋼SN曲線測試43
271試驗概況43
272E690高強鋼SN曲線測試試樣43
273E690高強鋼SN曲線測試條件及過程43
28E690高強鋼損傷分析44
281E690高強鋼SN曲線測試結果44
282E690高強鋼腐蝕損傷演化實例45
283E690高強鋼SN曲線與裂紋擴展速率曲線轉換46
29本章小結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
31引言51
32激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)響應51
321表面動態(tài)應變測試的邊界條件51
322表面動態(tài)應變測試原理52
323激光沖擊波加載金屬薄板表面動態(tài)應變模型53
324表面動態(tài)應變測試方法與試驗參數(shù)54
33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
34激光沖擊高應變率下E690高強鋼表面動態(tài)應變模型56
35本章小結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
41引言62
42激光沖擊波特性測試原理、方法與裝置63
421激光沖擊波特性測試原理63
422激光沖擊波特性測試方法與裝置64
43表面完整性試驗與測試68
431試樣制備及試驗設備68
432激光沖擊試驗參數(shù)68
433表面完整性測試69
44數(shù)值建模71
441建立幾何模型71
442材料的本構模型71
443沖擊壓力設置72
45激光單點沖擊應力波傳播仿真模型試驗驗證73
46激光沖擊E690高強鋼殘余應力形成機制75
461E690高強鋼殘余應力雙軸分布特性分析75
462E690高強鋼“殘余應力洞”分布特性分析76
47激光沖擊E690高強鋼表面完整性分析79
471沖擊前后E690高強鋼表面三維形貌與二維輪廓變化79
472沖擊前后E690高強鋼表層殘余應力變化82
473沖擊前后E690高強鋼表層顯微硬度變化83
48本章小結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
權重分析88
51引言88
52數(shù)值模擬89
521有限元模型89
522材料的本構模型89
523沖擊波壓力模型90
53試驗方案設計91
54結果分析與討論92
541不同激光功率密度沖擊后表面殘余應力分布92
542表面Rayleigh傳播與模型驗證95
543沖擊波傳播與殘余應力洞的形成機制97
544E690高強鋼沖擊波傳播模型的建立100
545表面稀疏波匯聚和縱向沖擊波反射對殘余應力洞影響權重101
55本章小結102
參考文獻102
第6章激光沖擊E690高強鋼表面微結構響應與X射線衍射圖譜的相關性
研究105
61引言105
62試驗準備106
621激光沖擊試樣制備106
622激光沖擊試驗裝置及參數(shù)106
623激光沖擊區(qū)域透射電鏡觀測試樣制備及裝置107
624能譜點測試樣制備及裝置108
625XRD分析及裝置108
63激光沖擊E690高強鋼表層微觀組織演變109
631E690高強鋼原始組織109
632激光沖擊強化后E690高強鋼表面的結構形貌110
633激光沖擊強化后E690高強鋼電子衍射花樣標定112
64激光沖擊E690高強鋼表面成分分析117
65激光沖擊微觀結構演變與XRD衍射圖譜相關性118
651微觀結構與表面殘余應力相關性118
652激光沖擊強化E690高強鋼的XRD分析119
653XRD圖譜所得晶粒尺寸與TEM下晶粒尺寸的對比121
654E690高強鋼的失穩(wěn)分解過程121
655E690高強鋼的形核—長大過程123
66激光沖擊強化E690高強鋼表面微結構響應模型125
67本章小結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幅分解的試驗研究130
71引言130
72試驗材料與方法130
721試驗材料130
722試驗過程131
723分析與檢測131
73結果與分析132
731E690高強鋼表面XRD衍射圖譜分析132
732E690高強鋼表面TEM顯微分析134
733基于調幅分解的E690高強鋼微觀沖擊響應模型與應力弛豫機制137
74本章小結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
81引言141
82試驗方案設計141
821試驗材料及沖擊試驗141
822微觀組織觀測142
83試驗結果與分析142
831激光沖擊E690高強鋼截面組織分析142
832激光沖擊E690高強鋼表層微結構分析143
833激光沖擊E690高強鋼內部位錯組態(tài)研究144
84本章小結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
91引言155
92試驗材料與方法155
921試驗材料155
922試驗過程156
923分析與檢測157
93試驗結果分析與討論158
931物相分析158
932顯微組織分析159
933激光沖擊E690高強鋼熔覆層表層位錯組態(tài)研究164
934表面殘余應力170
94本章小結171
參考文獻172
第10章激光沖擊對E690高強鋼熔覆修復結合界面組織的影響175
101引言175
102試樣材料與方法175
1021試樣制備175
1022熔覆層制備與強化176
1023分析與檢測177
103E690高強鋼基體及熔覆層的織構分析177
104激光沖擊E690高強鋼熔覆層截面微結構分析179
1041激光沖擊對熔覆層截面織構的影響179
1042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
105激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面微結構分析184
1051激光沖擊對E690熔覆界面織構的影響184
1052激光沖擊對熔覆層界面微觀組織的影響187
1053激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面晶界取向角分析189
106激光沖擊E690高強鋼熔覆層界面響應模型191
107本章小結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
111引言194
112激光沖擊微造型的模擬與試驗方法195
1121有限元模型的建立195
1122激光沖擊微造型試驗196
1123摩擦磨損試驗198
113激光沖擊微造型的成形規(guī)律及表面微觀結構演變199
1131激光沖擊次數(shù)對微造型表面形貌的影響199
1132激光沖擊次數(shù)對殘余應力和FWHM值的影響201
1133微造型表面納米化及調幅分解驗證205
114微造型幾何參數(shù)設計對摩擦學性能的影響206
1141摩擦學性能分析方法206
1142微造型密度對摩擦系數(shù)的影響206
1143微造型深度對摩擦系數(shù)的影響208
115磨損表面與磨損機理分析209
1151磨損表面分析209
1152磨損機理分析211
116本章小結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
121引言217
122AlCrN涂層制備試驗及測試方法217
1221AlCrN涂層的制備方法217
1222表面和截面微觀形貌觀察219
1223X射線物相檢測219
1224顯微硬度與殘余應力檢測219
1225涂層工程結合強度檢測220
123AlCrN涂層性能分析221
1231表面宏觀形貌221
1232表面微觀形貌與物相分析222
1233顯微硬度與殘余應力223
1234涂層與基體的結合強度224
124微造型AlCrN涂層試樣的摩擦磨損性能研究226
1241不同密度微造型AlCrN涂層的摩擦學性能226
1242不同深度微造型AlCrN涂層的摩擦學性能227
125微造型AlCrN涂層試樣的磨損表面觀察及機理分析229
1251磨損表面形貌分析229
1252磨損表面的EDS能譜分析232
1253微造型AlCrN涂層的減摩潤滑模型233
126本章小結234
參考文獻235
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