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激光衝擊高強鋼應力調控技術及微觀結構演變機制/製造業高端技術系列

  • 作者：曹宇鵬//仇明//施衛東//蘇波泳|責編:賀怡//章承林
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111732662
  • 出版日期：2023/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：236
人民幣：RMB 119 元      售價：元
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內容大鋼
    自升式平台是海洋資源開發的重要裝備，樁腿是其升降系統的核心機構。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，聚焦激光衝擊誘導E690高強鋼動態響應、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，激光衝擊波誘導E690高強鋼動態響應與殘餘應力形成機制，微觀組織結構與殘餘應力分佈的相關性，激光衝擊微觀結構表徵及基於位錯組態的晶粒細化機制，激光衝擊微造型減摩延壽和LCR/LSP複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於激光表面改性、減摩延壽及增材修復的基礎研究成果儘快走嚮應用，有助於拓展高能束複合製造與再製造的新方法和工藝。
    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製造的科技人員、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慣用書。
作者介紹
曹宇鵬//仇明//施衛東//蘇波泳|責編:賀怡//章承林
    曹宇鵬，副教授、高級工程師(船舶與海洋工程專業）、碩士生導師。中國機械工業船舶海工用特種泵及綠色修造技術重點實驗室副主任、中國石油和化工行業泵及系統節能技術重點實驗室副主任、江蘇省特種泵及系統工程研究中心副主任、國家自然科學基金委員會工程與材料科學部通訊評議專家、江蘇省工程熱物理學會理事、江蘇省機械工程學會特種加工分會理事。入選2018年江蘇省雙創人才，南通市226高層次人才、江海英才，2020年獲江蘇省工程熱物理學會優秀青年科技工作者。     主持和主要參與完成省部級以上科研項目10余項，正在主持和主持完成國家自然科學基金、工信部高技術船舶科研計劃項目子課題、中國博士后基金等課題10余項。以第一作者或通訊作者在國內外知名期刊發表論文40余篇，其中SCI/EI檢索20余篇；獲授權發明專利10余件；獲教育部科技進步獎、江蘇省科學技術獎、中國機械工業科技進步獎、中國石油和化學工業科技進步獎等獎項12項，其中一等獎2項，二等獎10項；Journal of Applied Physics、Optics and Laser Technology、Ceramics International、《物理學報》等SCI期刊審稿人。
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  E690高強鋼研究與應用概述
  1.3  金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展機理分析
    1.3.1  腐蝕疲勞裂紋擴展中的能量分析
    1.3.2  基於能量守恆的金屬材料腐蝕疲勞裂紋擴展速率模型
  1.4  激光衝擊調控表面殘餘應力相關研究與進展
    1.4.1  激光衝擊強化技術研究概況
    1.4.2  激光衝擊波傳播機制與材料動態響應
    1.4.3  激光衝擊與表面殘餘應力分佈
  1.5  激光衝擊材料表面微結構響應研究進展
    1.5.1  馬氏體相變與晶粒細化機理
    1.5.2  極端塑性變形與晶粒細化機理
    1.5.3  激光衝擊強化不同材料微結構研究概況
  1.6  激光衝擊微造型對材料摩擦學性能影響的研究現狀
  1.7  本章小結
  參考文獻
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
  2.1  引言
  2.2  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗
    2.2.1  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗材料
    2.2.2  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試樣製備
    2.2.3  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗
  2.3  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展試驗結果分析
    2.3.1  試驗數據分析方法
    2.3.2  不同環境下E690高強鋼裂紋擴展的試驗結果
    2.3.3  空氣與鹽水中裂紋擴展試驗斷口分析
    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果
    2.3.5  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率計算與分析
  2.4  E690高強鋼腐蝕疲勞裂紋擴展速率建模研究
  2.5  E690高強鋼斷裂韌度測試
    2.5.1  E690高強鋼斷裂韌度測試方法
    2.5.2  E690高強鋼斷裂韌度測試結果
  2.6  E690高強鋼理論模型與擬合模型的對比分析
    2.6.1  E690高強鋼理論模型計算結果與試驗結果對比
    2.6.2  E690高強鋼裂紋擴展速率理論模型與擬合模型對比
  2.7  E690高強鋼S-N曲線測試
    2.7.1  試驗概況
    2.7.2  E690高強鋼S-N曲線測試試樣
    2.7.3  E690高強鋼S-N曲線測試條件及過程
  2.8  E690高強鋼損傷分析
    2.8.1  E690高強鋼S-N曲線測試結果
    2.8.2  E690高強鋼腐蝕損傷演化實例
    2.8.3  E690高強鋼S-N曲線與裂紋擴展速率曲線轉換
  2.9  本章小結
  參考文獻
第3章  激光衝擊誘導E690高強鋼薄板表面動態應變特性研究
  3.1  引言
  3.2  激光衝擊波載入金屬薄板表面動態響應

    3.2.1  表面動態應變測試的邊界條件
    3.2.2  表面動態應變測試原理
    3.2.3  激光衝擊波載入金屬薄板表面動態應變模型
    3.2.4  表面動態應變測試方法與試驗參數
  3.3  激光衝擊高應變率下E690高強鋼表面動態應變模型及邊界條件驗證
  3.4  激光衝擊高應變率下E690高強鋼表面動態應變模型
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  激光衝擊波傳播機制與E690高強鋼表面完整性研究
  4.1  引言
  4.2  激光衝擊波特性測試原理、方法與裝置
    4.2.1  激光衝擊波特性測試原理
    4.2.2  激光衝擊波特性測試方法與裝置
  4.3  表面完整性試驗與測試
    4.3.1  試樣製備及試驗設備
    4.3.2  激光衝擊試驗參數
    4.3.3  表面完整性測試
  4.4  數值建模
    4.4.1  建立幾何模型
    4.4.2  材料的本構模型
    4.4.3  衝擊壓力設置
  4.5  激光單點衝擊應力波傳播模擬模型試驗驗證
  4.6  激光衝擊E690高強鋼殘餘應力形成機制
    4.6.1  E690高強鋼殘餘應力雙軸分佈特性分析
    4.6.2  E690高強鋼「殘餘應力洞」分佈特性分析
  4.7  激光衝擊E690高強鋼表面完整性分析
    4.7.1  衝擊前後E690高強鋼表面三維形貌與二維輪廓變化
    4.7.2  衝擊前後E690高強鋼表層殘餘應力變化
    4.7.3  衝擊前後E690高強鋼表層顯微硬度變化
  4.8  本章小結
  參考文獻
第5章  激光衝擊E690高強鋼薄板表面殘餘應力洞形成機制及影響因素權重分析
  5.1  引言
  5.2  數值模擬
    5.2.1  有限元模型
    5.2.2  材料的本構模型
    5.2.3  衝擊波壓力模型
  5.3  試驗方案設計
  5.4  結果分析與討論
    5.4.1  不同激光功率密度衝擊后表面殘餘應力分佈
    5.4.2  表面Rayleigh傳播與模型驗證
    5.4.3  衝擊波傳播與殘餘應力洞的形成機制
    5.4.4  E690高強鋼衝擊波傳播模型的建立
    5.4.5  表面稀疏波匯聚和縱向衝擊波反射對殘餘應力洞影響權重
  5.5  本章小結
  參考文獻
第6章  激光衝擊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
  6.1  引言
  6.2  試驗準備
    6.2.1  激光衝擊試樣製備

    6.2.2  激光衝擊試驗裝置及參數
    6.2.3  激光衝擊區域透射電鏡觀測試樣製備及裝置
    6.2.4  能譜點測試樣製備及裝置
    6.2.5  XRD分析及裝置
  6.3  激光衝擊E690高強鋼表層微觀組織演變
    6.3.1  E690高強鋼原始組織
    6.3.2  激光衝擊強化后E690高強鋼表面的結構形貌
    6.3.3  激光衝擊強化后E690高強鋼電子衍射花樣標定
  6.4  激光衝擊E690高強鋼表面成分分析
  6.5  激光衝擊微觀結構演變與XRD衍射圖譜相關性
    6.5.1  微觀結構與表面殘餘應力相關性
    6.5.2  激光衝擊強化E690高強鋼的XRD分析
    6.5.3  XRD圖譜所得晶粒尺寸與TEM下晶粒尺寸的對比
    6.5.4  E690高強鋼的失穩分解過程
    6.5.5  E690高強鋼的形核—長大過程
  6.6  激光衝擊強化E690高強鋼表面微結構響應模型
  6.7  本章小結
  參考文獻
第7章  激光衝擊誘導E690高強鋼表面自納米化中調幅分解的試驗研究
  7.1  引言
  7.2  試驗材料與方法
    7.2.1  試驗材料
    7.2.2  試驗過程
    7.2.3  分析與檢測
  7.3  結果與分析
    7.3.1  E690高強鋼表面XRD衍射圖譜分析
    7.3.2  E690高強鋼表面TEM顯微分析
    7.3.3  基於調幅分解的E690高強鋼微觀衝擊響應模型與應力弛豫機制
  7.4  本章小結
  參考文獻
第8章  激光衝擊E690高強鋼位錯組態與晶粒細化的試驗研究
  8.1  引言
  8.2  試驗方案設計
    8.2.1  試驗材料及衝擊試驗
    8.2.2  微觀組織觀測
  8.3  試驗結果與分析
    8.3.1  激光衝擊E690高強鋼截面組織分析
    8.3.2  激光衝擊E690高強鋼表層微結構分析
    8.3.3  激光衝擊E690高強鋼內部位錯組態研究
  8.4  本章小結
  參考文獻
第9章  激光衝擊對E690高強鋼激光熔覆修復微觀組織的影響
  9.1  引言
  9.2  試驗材料與方法
    9.2.1  試驗材料
    9.2.2  試驗過程
    9.2.3  分析與檢測
  9.3  試驗結果分析與討論
    9.3.1  物相分析
    9.3.2  顯微組織分析

    9.3.3  激光衝擊E690高強鋼熔覆層表層位錯組態研究
    9.3.4  表面殘餘應力
  9.4  本章小結
  參考文獻
第10章  激光衝擊對E690高強鋼熔覆修復結合界面組織的影響
  10.1  引言
  10.2  試樣材料與方法
    10.2.1  試樣製備
    10.2.2  熔覆層製備與強化
    10.2.3  分析與檢測
  10.3  E690高強鋼基體及熔覆層的織構分析
  10.4  激光衝擊E690高強鋼熔覆層截面微結構分析
    10.4.1  激光衝擊對熔覆層截面織構的影響
    10.4.2  激光衝擊E690高強鋼熔覆截面晶粒尺寸變化與晶界取向角分析
  10.5  激光衝擊E690高強鋼熔覆層界面微結構分析
    10.5.1  激光衝擊對E690熔覆界面織構的影響
    10.5.2  激光衝擊對熔覆層界面微觀組織的影響
    10.5.3  激光衝擊E690高強鋼熔覆層界面晶界取向角分析
  10.6  激光衝擊E690高強鋼熔覆層界面響應模型
  10.7  本章小結
  參考文獻
第11章  E690高強鋼表面激光衝擊微造型及其摩擦學性能的試驗研究
  11.1  引言
  11.2  激光衝擊微造型的模擬與試驗方法
    11.2.1  有限元模型的建立
    11.2.2  激光衝擊微造型試驗
    11.2.3  摩擦磨損試驗
  11.3  激光衝擊微造型的成形規律及表面微觀結構演變
    11.3.1  激光衝擊次數對微造型表面形貌的影響
    11.3.2  激光衝擊次數對殘餘應力和FWHM值的影響
    11.3.3  微造型表面納米化及調幅分解驗證
  11.4  微造型幾何參數設計對摩擦學性能的影響
    11.4.1  摩擦學性能分析方法
    11.4.2  微造型密度對摩擦係數的影響
    11.4.3  微造型深度對摩擦係數的影響
  11.5  磨損表面與磨損機理分析
    11.5.1  磨損表面分析
    11.5.2  磨損機理分析
  11.6  本章小結
  參考文獻
第12章  激光衝擊微造型表面AlCrN塗層製備及減摩機理
  12.1  引言
  12.2  AlCrN塗層製備試驗及測試方法
    12.2.1  AlCrN塗層的製備方法
    12.2.2  表面和截面微觀形貌觀察
    12.2.3  X射線物相檢測
    12.2.4  顯微硬度與殘餘應力檢測
    12.2.5  塗層工程結合強度檢測
  12.3  AlCrN塗層性能分析
    12.3.1  表面宏觀形貌

    12.3.2  表面微觀形貌與物相分析
    12.3.3  顯微硬度與殘餘應力
    12.3.4  塗層與基體的結合強度
  12.4  微造型-AlCrN塗層試樣的摩擦磨損性能研究
    12.4.1  不同密度微造型-AlCrN塗層的摩擦學性能
    12.4.2  不同深度微造型-AlCrN塗層的摩擦學性能
  12.5  微造型-AlCrN塗層試樣的磨損表面觀察及機理分析
    12.5.1  磨損表面形貌分析
    12.5.2  磨損表面的EDS能譜分析
    12.5.3  微造型-AlCrN塗層的減摩潤滑模型
  12.6  本章小結
  參考文獻

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