一、EFFECTS OF SPECIMEN GEOMETRY ON DISLOCATION CHANNELING IN QUENCH-HARDENED ALUMINIUM CRYSTALS（论文文献综述）
李立[1]（2019）在《S690QL钢激光-感应复合焊工艺研究》文中研究表明高强钢S690QL在船舶海洋、建筑等工程领域有较为广泛的应用,随着人类社会和科学技术的进步,对焊接结构质量的要求越来越高,而决定焊接构件质量的主要因素是焊接接头的组织和性能。近年来,激光复合焊技术发展迅速,它可以对激光和附加热源的焊接效果“扬长避短”,实现“1+1>2”的效果。本文通过对S690QL钢激光-感应复合焊的工艺、焊接接头成形、微观组织和性能方面的研究,建立了焊接工艺-焊接成形-性能之间的联系,全面评价了激光-感应复合焊工艺。作为激光-感应复合焊的两种焊接方式,前置感应加热的激光-感应复合焊的焊接热输入的吸收利用率、焊缝熔深、熔宽都明显大于后置感应加热的激光-感应复合焊。本文基于电子背散射衍射（EBSD）技术,从焊接接头微观组织和晶界能两方面进行了定量分析,发现前置感应加热的激光-感应复合焊焊接接头尽管存在相对较多的马氏体,但是晶粒得到细化,拉伸性能得到提升;而后置感应加热的激光-感应复合焊焊接接头存在更多的贝氏体,晶粒粗大,出现了焊接缺陷,拉伸性能降低。因此,本文将前置感应加热的激光-感应复合焊接工艺作为优选工艺方法进行后续研究。在焊缝成形方面,本文从几何成形和微观组织成形两方面,得出了激光-感应复合焊的焊接成形优于单激光焊的结论。通过观测焊接稳定性,分析了感应器输出功率对焊接接头几何成形的影响规律:感应线圈通入交流电后产生的电磁感应和激光-感应复合焊过程中匙孔的焊透状态,导致了金属蒸汽/等离子体密度减小、质心降低,焊接热输入的吸收利用率得到提升,因此,随着感应器输出功率从无到有、从小到大,金属蒸汽/等离子体羽流的变化周期加速,焊接缺陷得到改善,熔池的长度和宽度都增大。在微观组织成形方面,对比了单激光焊和激光-感应复合焊的焊接热循环,分析了其对微观组织成形的影响。激光-感应复合焊焊接接头中含有比单激光焊焊接接头更多的铁素体和更少的马氏体,导致微观硬度的降低和拉伸性能的提升。通过拉伸断口形貌分析,激光-感应复合焊试样主要呈现延性断裂模式,单激光焊试样主要呈现脆性断裂模式。此外,单激光焊焊接接头的低温冲击韧性显着小于激光-感应复合焊接头。在疲劳性能方面,本文在疲劳试样焊缝中心开对称缺口,得到激光-感应复合焊接头的S-N拟合曲线位于单激光焊接头S-N拟合曲线的上方。通过观察应力幅为108MPa和144MPa时的单激光焊和激光-感应复合焊试样的疲劳断口,发现与单激光焊疲劳试样相比,激光-感应复合焊的延性疲劳断裂区域较大,脆性断裂区域较小。因此,激光-感应复合焊技术具有提升焊接接头力学性能的能力。在抗腐蚀性能方面,通过分析接头的动电位极化曲线（腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率和晶界）、腐蚀表面形貌（点蚀坑、锈蚀层）及元素分布（Cr、Mo、Si）进行了激光-感应复合焊S690QL钢的腐蚀性能分析。发现激光-感应复合焊焊缝具有比单激光焊焊缝和母材更优良的抗腐蚀性能,且随着感应器输出功率的增加,抗腐蚀性能逐渐提升。综上,与单激光焊接相比,激光-感应复合焊接可以改善S690QL钢焊接接头的焊缝成形,提升力学性能和抗腐蚀性能。
高奇[2]（2018）在《单晶镍基高温合金微铣削加工机理与工艺基础研究》文中进行了进一步梳理面对日益严重的能源和生存空间问题,产品的微小型化已成为一种迫切的趋势。随着微制造技术的不断发展,尤其是在航空航天、国防工业、微电子工业和生物医学等领域对在高温环境下具有高强度的微型结构和零件的迫切需求,单晶高温合金材料制造的微型结构/零件结合了微型特征和高温合金材料的耐高温性能,被广泛的应用于耐高温的工作环境中。近年来,微切削技术尤其是微铣削加工取得了长足的进展,促进了微切削技术在切削机理、工艺装备、参数优化及工件材料等方面技术的进步。不断提高微小零件的表面质量和精度成为微切削加工领域的重要问题。单晶材料制备的微型零件只有一个晶粒,消除了垂直于高温应力轴的横向晶界,极大的提高了单晶零件的高温性能和使用寿命,单晶高温合金材料的切削应力大、切削温度高、加工硬化严重、刀具使用寿命低,单晶材料具有明显的力学各向异性特性,材料的去除机理区别于多晶材料的沿晶界剪切滑移,在各个晶面的加工特性显着不同,以往的微切削技术更多的集中于对多晶材料的加工研究,目前缺少对单晶零件材料尤其是单晶高温合金的微切削机理和工艺试验研究。因此,为指导单晶镍基高温合金的微铣削加工过程,本文基于理论研究、有限元仿真和试验相结合的方法对单晶镍基高温合金的关键技术问题进行了探索性的研究,主要研究体现在以下几个方面:（1）通过分析单晶镍基高温合金材料的性能特点和力学各向异性,基于单晶体的派-纳力模型及位错滑移理论,提出单晶体的材料去除机理,指出密排面和易滑移晶向;基于分子动力学仿真方法,建立单晶高温合金分子动力学切削模型;通过扫面电镜观察微铣削单晶材料亚表层滑移带的形状及深度,验证单晶材料的变形机理;基于试验方法对比和验证单晶材料和多晶材料去除机理的不同;从单晶镍基高温合金的切屑形态出发提出单晶材料塑性失稳条件和较大应变率导致的锯齿形切屑。（2）建立单晶镍基高温合金的微铣削表面粗糙度理论模型;基于微量润滑（MQL）技术和干切削条件对比工艺参数在单因素试验条件下对表面粗糙度的影响,基于响应曲面法建立粗糙度预测模型,分析交互因素对表面形貌的影响作用;通过正交试验法优化工艺参数;对异种材料、不同晶面、不同刃径和刃数刀具等对工件表面质量产生影响的相关因素进行了试验分析。（3）将切削区分为剪切区、耕犁区和回复区,引入轴向微铣削力,建立和完善剪切区以剪切为主、耕犁区以耕犁为主和回复区以后刀面摩擦力为主的微铣削力数学模型,实现单晶材料微铣削力三维仿真;通过正交试验建立微铣削力的回归预测模型,分析切削参数对微铣削力的影响规律;验证理论铣削力、仿真铣削力和试验铣削力的一致性和准确性。（4）基于单晶镍基高温合金DD98材料特性推导和计算HILL本构模型参数,实现单晶材料微铣削温度场三维仿真,定义微铣削的切削区温度场和切屑产生阶段,获得温度场分布情况;提出温度场测量的人工热电偶方法,获得微铣削工艺参数在（100）典型晶面内对微铣削温度的影响规律,及不同晶面的温度场分布情况。（5）建立微铣削刀具的磨损数学模型,针对高温合金切削应力大、硬度高的特点,通过扫描电镜（SEM）检测和分析微铣削刀具切削单晶镍基高温合金的磨损机理,提出刀具磨损表现形式,通过能谱分析刀具和工件材料的元素变化对切削过程和工件性能的影响。（6）为研究单晶镍基高温合金微铣削表面及亚表层的变形机理,通过光学显微镜观察并分析白层现象的产生机制和原因;通过扫描电镜（SEM）实现金相检测和能谱分析,探讨白层元素的影响机理,并对亚表层的显微硬度进行测量;模拟单晶高温合金材料的高温工作环境,对微铣削后工件实施不同的高温热处理工艺,探究工件冷塑性变形后在高温使用环境条件下对单晶高温合金再结晶影响机理,提出有效的抑制再结晶方法。本文通过理论研究、有限元仿真和试验相结合的方法探索单晶镍基高温合金的微铣削机理及关键技术问题,有利促进微切削技术对于难加工材料的扩展,完善微切削理论体系,对于单晶材料的应用及加工质量和精度的提高具有指导和应用意义。
李斌训[3]（2020）在《H13钢硬态切削显微组织演变及力学性能评定》文中提出随着高性能机床和超硬刀具材料的不断发展,具有明显技术优势和经济优势的硬态切削技术越来越多地被应用于金属加工领域,比如铸铁和淬硬钢的硬态铣削和车削。由于硬态切削过程中不使用切削液或仅使用微量可降解切削油,刀具—切屑（简称刀—屑）和刀具—工件（简称刀—工）接触区的强机械—热载荷耦合作用往往会引起切屑和切削亚表层材料的显微组织发生演变,诸如相变、动态再结晶、晶体取向等多种金相状态的改变,从而引起切屑和切削亚表层物理、力学甚至化学性能的变化,进而对切削加工零件的强度和使用寿命等产生影响。因此,研究淬硬钢硬态切削过程中的变形区显微组织演变机理以及由此引起的宏观力学性能变化,可以实现对硬态切削材料显微组织演变的准确预测;进而通过控制和优化切削工艺参数,获得符合宏观物理力学性能要求的特定显微组织,为淬硬钢硬态切削技术的推广应用提供技术支持。本文以淬硬AISI H13钢（简称H13钢）的硬态铣削工艺为研究对象,围绕硬态切削过程中变形区材料的显微组织演变机理、切削物理量（温度场、应力场和应变场等）对显微组织（相变含量、晶粒尺寸）和显微硬度演变的影响以及切削参数—亚表层厚度—宏观力学性能三者之间的映射关系等开展研究,从而构建H13钢形性协同的硬态切削工艺体系,实现淬硬模具钢的高性能硬态切削。本文的主要研究工作总结如下:建立了基于Abaqus/Explicit软件的温度—位移耦合场的H13钢硬态切削仿真模型,以切屑形貌几何特征参数、切削力和切削温度等作为评价指标,实验验证了仿真模型的有效性,该模型可以为后续H13钢硬态切削显微组织演变预测模型提供包括温度场、应力场和应变场等在内的必需场变量。修正了奥氏体临界相变温度方程,借助FORTRAN语言开发了基于相变机制的显微组织演变预测模型,验证了相变预测模型的有效性,并揭示了切屑显微组织演变机理。分析了硬态切削过程中应力、应变效应对奥氏体临界相变温度的影响,以切削速度为变量,运用构建的模型预测了 H13钢切屑中奥氏体相变及含量。导致切屑底面显微组织发生演变的主要机理包括,一是当材料流经第一变形区（剪切区）时在位错迁移机理下形成位错胞或胞状亚结构;二是切屑在流动过程中与前刀面的剧烈摩擦导致温度超过奥氏体临界相变温度引起奥氏体晶粒形核,与前刀面分离后的冷却淬火效应造成奥氏体晶核直接逆转变生成淬火马氏体,导致晶粒进一步细化。利用先进材料表征技术对H13钢硬态切削亚表层显微组织进行了观测分析,揭示了切削亚表层显微组织演变机理。切削亚表层大致可以划分为三部分:非晶结构区、塑性变形区和基体;当切削参数较小时（如进给量）,亚表层仅可以看到塑性变形区和基体两部分。H13钢基体表现出沿X方向（RD）{101}晶面的织构择优取向,而切削试样的晶体取向呈随机分布,小角度晶界（LAGBs）频率出现了不同程度的增大,与位错胞或亚晶结构的形成有关。切削亚表层亚晶结构（或位错胞）的形成过程如下“剪切拉伸变形→位错增殖、塞积→位错缠结形成胞壁→位错胞吸收周边晶体缺陷形成亚结构→亚结构晶界迁移、吞并周边位错缺陷形成亚晶组织”。基于Zener-Hollomon（Z-H）和Hall-Petch（H-P）方程建立并修正了用于H13钢切削亚表层晶粒尺寸和显微硬度预测的模型,开发了基于该模型的用户自定义子程序（User-defined subroutine）,并进行了模拟仿真及模型验证。切削亚表层内部的晶粒尺寸介于300～800 nm之间,均小于1μm,同时显微硬度介于650～850 HV之间。切削亚表层的显微硬度随着切削速度、进给量和径向切削深度的变化趋势与再结晶晶粒尺寸的变化趋势恰好相反。借助TEM和EBSD技术以及纳米压痕仪对切削亚表层动态再结晶晶粒尺寸和显微硬度分别进行了定性和量化分析,验证了预测模型的有效性。基于自动球压痕法和连续损伤力学理论,研究了不同工艺参数下H13钢切削表面层材料宏观力学性能的变化规律。切削表面层的宏观力学性能不同于H13钢基体,表面层材料的屈服强度、最大抗拉强度、布氏硬度和断裂韧度总体上要小于基体对应的力学指标。不同工艺参数下,表面层材料的屈服强度、最大抗拉强度和布氏硬度随切削变量的变化趋势呈现一定的同步性;对于应变硬化指数,该力学指标的变化趋势与屈服强度、最大抗拉强度和硬度的变化规律正好相反。表面层材料力学性能的变化是硬态切削过程中强机械—热载荷耦合作用诱导显微组织演变的结果。本研究建立的显微组织预测模型、获得的实验数据和硬态切削优化参数可以为实现H13钢的高性能硬态切削提供理论依据和数据支持。
万宏远[4]（2020）在《选区激光熔化成形Inconel 718合金组织结构与力学行为研究》文中认为选区激光熔化成形（Selective laser melting,SLM）技术因具有高度自由化设计、个性化定制、复杂形状零部件一体化成形以及研发市场化周期短等优势,近年来受到了航空航天、能源、生物医用、交通运输等领域的广泛关注。然而,欲实现SLM技术从研发真正走向市场化应用,仍然存在许多关键性的问题有待被解决。本论文以SLM技术制备的燃气轮机叶片用Inconel 718合金为研究对象,围绕SLM成形制备、后处理以及合金部件认证评价整个过程中涉及的若干共性科学问题开展了相关研究。本研究对于澄清SLM成形工艺-组织结构-力学性能间关系、探索合金力学性能优化策略以及建立合金部件力学性能认证评价标准具有重要理论意义和实际参考价值。论文获得如下主要结果:1.考察了两类扫描方式（同层往复扫描、相邻层旋转0°（SSX）和90°（SS XY））对SLM成形Inconel 718合金组织结构和室温力学性能的影响。发现在固定的激光束能量密度（74.2 J/mm3）下,通过将扫描方式由相邻层旋转0°变为90°,可使合金由弱的晶体学织构转变为强的立方织构,其原因在于扫描方式改变了胞状枝晶生长行为和竞争晶粒生长机制,并提出了胞状枝晶生长方向的角度判据:0°≤θ≤54.7°。此外,通过调控扫描方式,可以在不显着降低合金拉伸塑性的情况下,有效提升合金的室温拉伸强度和疲劳强度。2.考察了两类扫描方式制备的SLM成形Inconel 718合金室温拉伸性能各向异性行为。研究发现,两类合金的屈服强度均表现出明显的各向异性行为,这主要是由合金在平行和垂直于打印方向上残余应力的非均匀分布所造成的;相比于SS XY试样,仅SS X试样表现出加工硬化各向异性行为。基于等应力-等应变模型,建立了 SS X试样内部双模态晶粒结构间塑性变形非均匀程度与相对晶粒尺寸大小以及相对晶体学取向差之间的函数关系,认为SS X试样加工硬化各向异性行为主要受控于两类晶粒晶体学取向所决定的相对开动的滑移系数目。3.设计了三种针对SLM成形Inconel 718合金新的热处理工艺,考察了其引入的不同微观组织结构对合金拉伸及疲劳性能的影响。结果表明,热处理后合金的拉伸强度和疲劳性能均显着提升,这主要得益于Laves相的溶解以及大量γ"相的析出。此外,通过调控合金内部针状δ相的大小和分布,可以实现合金更加优异的强塑性匹配和高的疲劳抗力,在δ相体积分数基本相当的情况下,针状δ相之间间距越小,其对加工硬化率的贡献越显着;纳米尺度的针状δ相能够有效阻碍位错运动,且即使发生断裂,所形成的微裂纹也不易发生扩展,从而提高了合金的疲劳开裂抗力。4.考察了厚度在0.1毫米至1毫米范围内的SLM成形Inconel 718合金试样的室温拉伸及疲劳性能尺寸效应。定义了能够反映SLM成形合金组织结构特点的“组织结构单元”,发现随试样厚度与“组织结构单元”尺寸比值（t/d）减小至1以下时,应变局部化行为的转变是导致试样发生过早颈缩且拉伸塑性显着下降的主要原因。初步建立了适用于预测SLM成形小微样件疲劳极限的概率统计模型,并提出了小微样件用于SLM成形合金室温力学性能测试评价时的可靠性判据:t/d≥4,且该判据对于薄壁件最小特征壁厚的选择具有重要理论参考。5.考察了表面粗糙度和打印厚度对厚度在毫米尺度范围的SLM成形Inconel 718合金试样650℃下疲劳性能的影响规律。结果表明,合金在经过表面机械磨抛处理后,其疲劳强度提升约50%。对于表面未处理态试样,较薄试样表现出更长的疲劳寿命,而表面处理态试样的疲劳寿命则表现出完全相反的趋势。有限元模拟结果显示,当表面缺陷深度小于200 μm时,缺陷形状相对于缺陷深度对于合金疲劳性能的削弱效应更加显着,弹性应力集中因子和缺陷深度的疲劳服役安全阈值分别为2和50 μm。
王祎雪[5]（2015）在《中碳低合金钢渗氮与激光淬火复合改性层组织与性能》文中研究表明中碳低合金钢深层表面改性是表面工程领域亟待解决的问题之一。提高化学热处理温度或是延长处理时间可以获得较厚的渗层但易导致组织粗化,力学性能下降。本文将低温等离子体渗氮及稀土氮碳共渗技术应用于38Cr Mo Al钢及30Cr Mn Si A钢的表面改性,研究中碳低合金钢渗层组织结构与力学性能,揭示低温渗氮层强韧化机制及稀土作用机制;并结合激光淬火形成了一种在中碳低合金钢表面获得硬度与厚度倍增的复合改性层的方法,揭示复合改性深层硬化机制。低温离子渗氮温度控制在460500°C。渗氮温度高于500°C时,渗层组织中有大量的氮化物沿晶界析出,形成脉状组织;低于460°C时,组织较好,但渗层较薄。460°C渗氮表面无明显化合物层,在距表面30mm内形成耐蚀白层,衍射峰偏移与宽化明显。XRD及TEM（HRTEM）观察结果表明在距离渗氮表面30mm的区域内,晶粒尺寸为十至几十纳米,SAED结果标定纳米晶粒为N膨胀马氏体a￠N。超低氮氢比渗氮研究发现在温度高达590°C,氮氢比低至0.05:0.4时,可在38Cr Mo Al钢表面形成单相a￠N层。通过TEM观察,a￠N相的亚结构为高密度位错。与g￠-Fe4N与e-Fe2-3N相相比,高温获得的a￠N相的硬度显着提高,杨氏模量略有提升。a￠N相的H/E比值相比于g￠-Fe4N与e-Fe2-3N相分别提高了25.5%及28%;而H3/E2比值则分别提高了141.67%及132%。相比于高温a￠N的数据,低温a￠N的H/E比值提高了4.7%,H3/E2比值提高了25.9%。组织超细化使低温a￠N层具有更高的强韧性。本文对渗氮表面化合物层中g￠-Fe4N相的择优取向的产生机制及其对磨损性能的影响进行了研究。在低温低氮渗氮表面可以获得（200）g￠择优取向,并且随渗氮时间延长择优取向增强。经过72h长时间循环渗氮可在表面形成（220）g￠择优取向。通过实验及第一性原理计算的方法获得如下四组取向关系:{（0001）e//（101）a￠,[110]e//[111]a￠};{（111）g￠//（0001）e,[011]g￠//[1 2 10]e};{（200）g￠//（110）a￠,[011]g￠//[111]a￠}以及{（1 1 03）e//（220）g￠,[0100]e//[1 1 0]g￠}。g￠-Fe4N相的择优取向与其析出路径有关:a￠N®g￠以及a￠N®e®g￠。（200）g￠择优取向的试样摩擦系数与磨损率低于（220）g￠择优试样;（111）g￠择优试样由于滑移系 平行于滑动平面,摩擦系数低但磨损率较高。因此,（200）g￠择优取向有助于提高试样的耐磨性能。低温稀土氮碳共渗研究表明稀土元素可以有效提高氮碳共渗效率。添加稀土元素后,共渗层厚度提升了19.7144.23%。La原子非常活泼,溅射沉积于试样表面与乙醇及背底真空中的O在试样表面反应生成La Fe O3。La Fe O3具有非常高的催化氧化活性,生成的高氧化性物质在氮碳共渗过程中促进表面致密氮化物层的分解,为N原子的扩散提供了通道。La原子可以渗入到试样表层中5mm深度内。这一厚度对应于表面上g￠-（Fe,La）4N形成的位置。由于La原子较大,进入到g￠-Fe4N晶格中造成晶格膨胀,提高了N的固溶度,从而抑制了致密陶瓷相e-Fe2-3N（C）的形成。因此,N的主要扩散通道,如表面晶界、缺陷等未被阻塞,N的扩散速度较快。从TEM结果可知,La可扩散至距表面25mm的深度,并且稀土有细化组织的作用。通过对38Cr Mo Al及30Cr Mn Si两种中碳低合金钢离子渗氮或氮碳共渗与激光淬火复合处理的研究发现,发现复合工艺改性层的硬度及厚度相比于单一的PN/PNC处理或是激光淬火处理显着提高。渗氮/氮碳共渗试样表面相组成为g￠-Fe4N和e-Fe2-3N（C）,经激光淬火处理后表面相组成为淬火马氏体（a￠-Fe）,Fe的氧化物（Fe3O4,Fe2O3,Fe O）以及少量的g￠-Fe4N和e-Fe2-3N（C）和低氮化合物Fe N0.076（残余奥氏体）。Fe3O4的润滑作用有效降低了摩擦系数与磨损率,一定量的残余奥氏体提高了试样表面的冲击韧性,从而使复合处理表面耐磨性显着提高。渗氮/氮碳共渗与激光淬火复合改性层厚度倍增机制:渗层中的N元素沿渗氮方向呈现梯度分布,极少量的N元素即能导致Fe-C-N三元共析点从高于727°C降低至565°C。因此,在相同的温度梯度下,表层中能够发生马氏体相变强化的区域增加。
王艺橦[6]（2020）在《电-热-力耦合场下Al-Mg-Si合金的组织演变及强韧化机理研究》文中提出铝合金因具有优良的导电性,导热性、优异的强度和塑性、良好的可焊性,易加工性和耐蚀性等优点,在航空航天、轨道交通和汽车制造等领域有十分广阔的应用前景。随着工业技术的不断发展,对铝合金的加工及制备工艺提出了流程更短、效率更高、力学性能更优的要求。传统的热处理工艺虽然具有成熟的工艺体系,也能较好地提高铝合金的力学性能,但存在工艺周期长等问题,在生产效率方面存在着严峻的考验。对于材料而言,其性能主要取决于组织结构,铝合金的组织结构对温度的敏感性非常高,传统技术在控制温度稳定性方面存在诸多难题。基于细晶强化和析出强化等两种主要的铝合金强化机制,形变热处理可作为一种成熟有效的强化方法。然而,由于铝合金层错能较高,对材料的热处理参数要求过于严苛。而一些新型的制备超细晶的方式,对于铝合金而言,在获得超细晶的同时,也会引入大量晶体缺陷,从而导致塑性下降,无法满足对其综合力学性能的要求。因此,一种新型高效的提高铝合金力学性能的方法的提出将是铝合金工业生产领域发展的必然选择。脉冲电流处理技术是一种在短时间内将高能量的电-热-力耦合场输入到材料中以显着改变材料的组织形貌和力学性能的技术。目前,该技术已在液态金属凝固、疲劳裂纹修复、组织细化等领域得到广泛应用。此外,脉冲电流在同时提高金属材料的强韧性方面已取得一定的成就。因此,采用脉冲电流技术对铝合金进行处理,对满足铝合金工业生产的需求,实现高效率、高力学性能的目标具有重要的理论及指导意义。本文以Al-Mg-Si合金（6061铝合金）为实验材料,通过对脉冲电流处理电压、时长及脉冲电流作用时机进行调控,成功地制备出了超高强、超高韧的6061铝合金。通过多种组织表征手段及力学性能检测方法,从形貌观察、有限元模拟、定量计算等角度揭示出不同脉冲电流处理方式下合金的组织演变规律及强韧化机制。具体结论如下:（1）揭示出电-热-力耦合场对6061铝合金的析出过程的影响。随脉冲电流处理的电压,时长及脉冲电流作用时机的不同,6061铝合金的析出行为存在如下变化:对固溶态6061铝合金进行高电压短时长的脉冲电流处理,可促进Al5Fe Si相的析出,有效地钉扎了位错;对固溶态6061铝合金进行低电压高时长的脉冲电流处理,促进了Mg2（Si,Cu）3团簇的析出,有效地推迟了塑性变形过程中的屈服阶段并阻碍了位错的缠结;对轧制态6061铝合金进行脉冲电流处理,促进了Mg4（Si,Cu）团簇的析出,该团簇具有一层富Cu的壳结构,可有效防止其在时效过程中的生长,避免过时效的提前出现。（2）揭示出脉冲电流对位错运动及组态的影响。对于低位错密度的初始态,当电流方向与位错方向之间角度从0°90°之间变化时,脉冲电流可促进位错的滑移及增殖,促进了具有各向同性的胞状组态的形成,这种组态可使时效过程中的Mg2Si相产生球化;而对于高位错密度的初始态,脉冲电流可有效地打破位错缠结的组态,促进规则排布的且稳定性较高的位错网状结构的形成,为时效过程中Mg2Si相的析出提供了更多的形核位置,也使后续时效态的合金具有更高的位错密度。（3）揭示出脉冲电流处理极大地促进了固溶+冷轧试样的再结晶进程,有效地细化了α-Al晶粒。同时,电子风强烈地冲击了α-Al晶界并产生了大量的晶体缺陷,从而使α-Al晶界被Mg4（Si,Cu）团簇充分浸润。此外,在电流作用下,受增强的Mg元素扩散通量的影响,析出相从晶内到晶界上的尺寸分布是呈梯度变化的。Mg4（Si,Cu）团簇以及Mg2Si相的析出降低了基体的溶质浓度,削弱了位错与柯氏气团的交互作用,从而抑制了塑性变形过程中的PLC效应,使形变更加均匀、稳定。（4）揭示出在基体无任何相变以及不施加任何塑性变形的前提下,采用脉冲电流循环处理成功地实现了6061铝合金的组织细化。和传统循环处理的合金相比,经脉冲电流循环处理的合金的晶粒尺寸降低了96.6%;此外,多次的脉冲电流处理还显着加快了（111）最密堆积面上的位错运动并促进相应小角度亚晶的形成,提高了{111}//ED的织构强度。这种织构的出现可避免解理裂纹的穿晶扩展,对合金强韧性的提升有利。（5）揭示出脉冲电流作用下6061铝合金的强韧化机理。和传统处理相比,脉冲电流处理可提高位错强化、析出强化对时效态合金屈服强度的贡献;而对于冷轧态合金,脉冲电流处理则可提高晶界强化对屈服强度的贡献;此外,在晶粒细化、必要几何位错的胞状组态以及有利的晶体取向的综合影响下,6061铝合金的塑性也得到了改善。（6）揭示出采用脉冲电流处理可实现6061铝合金强度和塑性在极短时间内的同时提高,打破了传统处理过程合金的强度与塑性此消彼长的趋势,成功地制备了高强及高韧的6061铝合金,极大地提高了处理效率。经脉冲电流处理的高强6061铝合金,与传统T6态的6061铝合金相比,抗拉强度提高了47.2%,综合力学性能提高了45.4%。经脉冲电流处理的高韧6061铝合金,与传统固溶态试样相比,其抗拉强度提高了48.9%,与传统T6态的6061铝合金相比,其塑性提高了78.9%。本文通过选用不同的脉冲电流处理的电压,时长及脉冲电流作用时机,揭示出脉冲电流作用对铝合金的组织演变规律及强韧化机制,证实了脉冲电流作用可进一步提高Al-Mg-Si合金的力学性能,为开发出一种新型高效的提高铝合金力学性能的方法提供了实验参考和理论依据。
黄为民[7]（2018）在《淬硬模具钢Cr12MoV高效高性能球铣加工机理研究》文中研究表明零件表面使役性能诸如耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性能与其表面加工质量密切相关。类似汽车拉延模具其工作表面摩擦特性、耐磨性、抗疲劳性能直接决定了覆盖件成形质量、模具使用维护成本及企业生产效率。随着高速加工机床及高性能刀具技术的不断发展,淬硬模具钢直接高速切削加工可行性逐渐提高。采用该技术能简化模具传统制造工艺,缩短生产周期,在模具制造行业具有广阔的应用前景。然而,高速硬切削加工会引起模具加工表面几何及物理力学性能一系列变化,进而对表面使役性能产生影响。鉴于此,本文以拉延模常用淬硬模具钢Cr12MoV为研究对象,结合其服役环境与主要失效形式,在深入分析切削加工工艺参数与表面完整性及典型使役性能相关性的基础上,探究淬硬模具钢高效高性能球铣加工机理,并提出模具表面高性能球铣工艺参数优选方法。首先,采用理论分析、形貌仿真与试验验证相结合的手段,研究了球铣加工表面残留形貌生成机理及其主要影响因素;基于单因素试验与响应曲面试验,分析了铣削参数对表面粗糙度、显微硬度、残余应力等表面完整性典型指标的影响规律。结果表明:加工表面材料残留可构成尺寸可控的微凹坑或微沟槽特征;主轴转速与径向切深的交互作用对表面完整性典型指标影响显着。此外,分别以获取最小表面粗糙度、最大表面显微硬度以及最大表面残余压应力为目标,提出了基于响应曲面法的球铣加工工艺参数优选方案。其次,通过对比分析表面粗糙度、显微硬度、屈服强度及微观组织结构在不同方向的差异,探讨了球铣加工表面完整性的方向效应。此外,通过分析淬硬模具钢球铣加工表面缺陷形成机制及其与切削参数的相关性,提出了采用较高的主轴转速或较大的每齿进给量以减少甚至避免加工表面微凹坑缺陷的方法。再次,基于流体动压润滑理论,结合ANSYS Fluent仿真分析,研究了润滑工况淬硬模具钢高速球铣加工表面残留形貌的减摩机制,并对表面形貌减摩作用的长时有效性进行了分析,进而提出了模具钢高速硬态球铣加工工艺参数优选原则。研究结果表明:相比抛光表面,高速硬态球铣加工表面摩擦系数降幅可达52.8%～76.2%;通过调节每齿进给量与径向切深可实现对球铣加工表面摩擦系数的控制。以表面完整性典型指标为纽带,结合摩擦学理论、位错理论等理论,对比分析了不同走刀路径试样表面磨损形貌与磨损机理,揭示了走刀路径影响球铣加工表面耐磨性的本质;综合考虑材料去除率、表面加工硬化及表面加工缺陷,提出了面向高耐磨性加工表面的淬硬模具钢高速球铣加工工艺参数优选方案。然后,研究了淬硬模具钢高速球铣加工表面滑动疲劳磨损机制。结合现场调研,在综合分析拉延模具服役环境、载荷类型及表面状态的基础上,提出了两类滑动疲劳磨损发生机制,并用以揭示了模具表面凹坑形成原因;通过开展滑动摩擦试验对假设的合理性进行了验证,并分析了表面残留形貌走向对滑动疲劳磨损的影响,提出了提高淬硬模具钢高速球铣加工表面滑动疲劳磨损抗力的工艺方法。最后,对淬硬模具钢高速球铣加工表面抗疲劳性能进行了研究。分析了表面形貌、显微硬度、残余应力等表面完整性典型指标对抗疲劳性能的影响机制;根据Neuber模型建立了针对球铣加工表面微沟槽特征的微观应力集中系数表达式;根据表面粗糙度、显微硬度及有效残余应力指标对疲劳试样进行分类,通过开展三点弯曲疲劳近似单因素试验,分析了表面完整性各指标对抗疲劳性能的影响规律;阐明了走刀路径影响抗疲劳性能的本质,并依据球铣加工表面形貌特点,提出了分别基于有效残余应力和微观应力集中程度的走刀路径优选方法。结果表明:微观应力集中系数随径向切深与刀具半径比值的增大而增大;表面粗糙度对抗疲劳性能的影响不显着,表面有效残余压应力与适度的加工硬化有助于提高表面抗疲劳性能。在综合考虑保证材料去除率、减少表面微凹坑缺陷及降低微观应力集中系数的基础上,以获取高表面残余压应力与接近HV0.05 900的表面显微硬度从而延长模具寿命为目标,提出了面向高抗疲劳性能表面的淬硬模具钢高速球铣加工工艺参数优选方案。
周明智[8]（2008）在《粉末多孔材料等通道转角挤压数值模拟及实验研究》文中认为大塑性变形法（severe plastic deformation,SPD）是一种制备块体超细晶材料的新型塑性加工方法。作为大塑性变形法的典型代表,等通道转角挤压法（equal channel angular extrusion,ECAE）能显着细化晶粒,且具有一定的工业应用潜力,已成为材料科学与工程领域内的研究热点。粉末冶金材料是材料领域内的重要组成部分,由于孔隙的存在,使其物理和力学性能受到影响。消除孔隙、改善组织结构,提高材料综合力学性能是粉末冶金技术和塑性变形工艺的重要目标。当前,大塑性变形工艺的主要对象是致密材料,对粉末冶金材料的相关研究尚处于起步阶段。粉末材料的塑性加工能力相对致密材料而言较弱,其塑性变形、致密和细化机理尤为复杂。由于缺乏该类材料在变形过程中理论分析研究,从而限制了大塑性变形工艺在该领域内的发展和应用。为此,本文将有限元数值模拟、实验分析研究相结合,全面深入地研究了粉末材料在ECAE过程中的变形机理、致密行为及晶粒细化规律,从而为大塑性变形方法在该领域的应用提供必要的理论基础和依据。等通道转角挤压过程中,试样内部的微观组织结构同变形、温度等宏观场量参数大小及分布存在密切的联系。因此,获得在挤压变形过程中试样的流动信息和相关场量参数的分布状况,对于选择合理的工艺参数、优化模具结构,进而实现对变形过程的主动控制十分重要。本文针对粉末多孔烧结材料的特点,在基于可压缩连续介质理论的基础上,推导出可压缩性刚粘塑性热力耦合有限元列式,建立了粉末多孔烧结材料和基体材料之间的物性参数关系,从而从理论上解决了采用热力耦合方法模拟粉末材料塑性加工过程的关键问题。建立了用于分析粉末多孔烧结材料ECAE的热力耦合有限元模型,对纯铝粉末烧结材料的ECAE过程进行数值模拟分析,获得材料在ECAE过程中流动信息、变形行为、温度分布和致密过程。数值模拟表明,等通道转角挤压对粉末材料具有优良的致密效果,可有效地消除其内部的孔隙。试样所获的密度分布特征同应变分布基本一致,说明ECAE提供的大剪切变形对孔隙闭合十分有利。在上述研究基础上,进一步对不同变形条件下的挤压过程进行大面积数值模拟,总结了模具几何形状及变形工艺参数对金属流动、变形、致密及所需压力载荷的影响规律。研究结果表明,模具通道内角是影响挤压效果的关键要素,采用较小的内角有利于提高试样挤压时流动的均匀性、获得大剪切变形量以及高致密度,但过小的内角将导致外角处形成流动死区,对挤压变形效果不利。模具外圆角大小的影响主要表现在对底部区域金属的流动上,其效果随内角的减小而增强,特别当模具的内角为锐角时,将对致密效果、变形均匀性产生明显的影响。通过本文研究认为,在材料塑性可加工性能允许的条件下,模具几何形状的选择应尽量选择较小的内角,配合适当的外圆角改善外角部的金属流动,可获得满意的变形及致密效果。对不同接触摩擦状况下的数值模拟研究表明,一定大小的接触摩擦对试样整体获得大变形量、变形均匀性及致密效果都是积极有利的。通过对粉末材料不同路径进行多道次挤压过程模拟,给出了多道次挤压结果。结果表明,随着挤压道次增加和应变量的累积,试样的致密度逐步提高;采用路径A多道次可逐步减少试样端部小变形区的面积,但随着挤压道次的增加试样主要变形区分布将趋于复杂和不均匀;与路径A相比,路径C经过偶数道次挤压后可以获得更加均匀对称的变形分布。为获得试样横截面宽度（Y）方向的应变分布,本文建立了用于方形截面试件的三维有限元热力耦合有限元模型。三维有限元模拟分析结果表明,在接触摩擦的影响下,应变沿横截面宽度（Y）方向分布不均匀,其中心部较小,而靠近模具表面较大,但同摩擦对高度（Z）方向应变的影响相比较小,因此在润滑条件良好的情况下,采用二维模拟的方法仍具有较高的精度。通过对路径BA和BC的多道次挤压进行数值模拟,获得路径BA、BC对挤压效果的影响规律。研究结果表明,采用路径BA、BC两道次挤压后,试样横截面内部的应变分布不均匀,剪切变形主要集中于两道次的剪切面的交叉处。路径BA随着挤压道次的增加,试样在沿其横截面和纵向截面方向的变形都将趋于不均匀;而路径BC随着挤压道次的增加,试样的各表面都将受到剪切变形作用,其横截面的变形将逐步趋于均匀;特别是挤压4个道次时,试样刚好完成一个挤压周期,可以获得较为均匀的变形分布。在有限元模拟分析的基础上,设计了实验模具、专用挤压设备和加热装置,采用真空烧结的方法制备了实验毛坯,并对不同条件下纯铝粉末烧结试样的进行实验,制备出具有理论压实密度和超细结构块体材料。单道次挤压的实验结果表明,等通道转角挤压具有很强的致密效果,基体组织具有明显的剪切变形特征,不同区域的基体组织变形及孔隙的分布状况同有限元模拟结果相吻合,从而验证了本文所建立的有限元模型的可靠性。对挤压试样的力学性能测试表明,一道次挤压后,表面显微硬度大幅上升,说明ECAE可显着提高粉末材料的力学性能。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜对挤压材料在不同变形条件下的显微组织进行观察分析,对材料ECAE过程的孔隙和显微组织的演化过程进行研究。研究认为,单道次ECAE过程中的孔隙闭合效果取决于剪切变形特点和试样所处的应力状态,即大剪切塑性变形和高静水压力状态是材料得以获得良好的致密效果的关键所在。多道次挤压由于变形量的累积和不同的剪切特征不断地改变内部的孔隙形状和内部基体材料的重排使得材料进一步致密。通过对挤压试样的TEM观察,指出变形诱导机制是粉末材料细化的主要机制,而晶粒的细化效果取决于静水压力、变形量、剪切特征等关键因素。最后,本文在数值模拟和实验分析的基础上,针对粉末多孔材料在传统ECAE工艺中存在的问题进一步提出改进的粉末包套等通道转角挤压工艺（powder in tubes-equal channelangular extrusion,PITS-ECAE）和带反压的等通道转角挤压工艺（equal channel angularextrusion with back pressure,BP-ECAE）。实验研究结果表明,采用PITS-ECAE工艺可有效降低挤压过程变形材料产生破坏的可能性,从而为粉末材料获得良好的变形累积效果提供重要的保证。而BP-ECAE工艺可以在有效地降低挤压材料产生破坏的可能性的同时提高变形均匀性和致密效果,并且能在较低温度条件下实现低塑性材料大塑性变形,从而能更加有效改善材料的组织和力学性能。
万龙[9]（2019）在《铝/钢搅拌摩擦强形变诱导扩散行为及接头性能研究》文中指出本论文结合铝合金与钢异种金属复合结构在车辆、船舶、航空航天等领域的迫切需求,针对铝/钢搭接搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）存在可焊性差、焊具易磨损、界面金属间化合物难控制等问题,选取6082-T6铝合金和QSTE340TM细晶粒结构钢为研究对象,利用FSW强形变诱导快扩散作用,开发出了FSW新技术和新型焊具。采用试验研究、理论分析和数理模型建立有机结合的方法,围绕强形变诱导作用下元素快扩散机制、界面层控制、微观结构与宏观接头承载特性关联、接头可靠性等开展了研究。新型焊具采用轴肩和搅拌针分体式结构设计,焊具的可加工性和适应性提高,通过引入端部膨大呈内凹式且带有周向三缺口的搅拌针结构,使得界面塑性材料流动性增强、并赋予动静结合双流动模式。通过数值模拟仿真手段揭示了焊具结构对接头温度场、等效应变速率及环向速度分布的影响。新型焊具作用下接头前进侧和后退侧的723 K以上高温区域宽度分别为4.8 mm和4.7 mm,均高于锥形针和柱状针的焊具。接头内部存在等效应变速率高于1000 s-1的区域,且等效应变速率高于10 s-1的紊流区域面积整体提升了185%,表明接头内部产生了更大的形变作用和更加充分的材料流动行为。研究表明2A12-T4铝/6082-T6铝搭接FSW接头界面有效搭接宽度显着增大,钩状结构得到了减弱或者消除,并揭示了界面处材料流动和钩状结构消除的机制。搭接接头最高剪切载荷达到7566 N,为6082-T6铝合金母材强度的85%。新型焊具作用下的铝/钢搭接接头界面的有效搭接宽度达到了7.5 mm,相较于常规柱状针提高了25%,且接头剪切载荷最高达到442 N/mm,较已报道的最高剪切载荷提高了27%。同时搅拌针端部内凹式设计,使得下部材料向心流动,对塑性变形材料产生聚集作用,避免了搅拌针和底部钢板的直接接触,有效提升了焊具使役寿命。研究了焊接参数对铝/钢搭接FSW界面宏观成形和缺陷的影响规律,建立了工艺优化窗口。在700和900 r/min的转速下,随着焊接速度的提高,搭接界面处的金属间化合物和钢细晶粒层组成的叠层结构逐渐消失,界面由锯齿状向平直状逐步转变。在新型焊具所施加的搅拌和高温热循环的综合作用下,钢表层组织发生了晶粒变形、位错重排和再结晶等演变行为,在此基础上建立了钢在塑性变形作用下组织演变模型。界面处金属间化合物的存在和钢表层组织产生的形变硬化作用使得显微硬度值产生突变现象。距离界面层越近,纳米硬度值越高,在距离界面层10μm处组织的纳米硬度值达到了9.4 GPa。研究了铝/钢搭接FSW接头界面组织与承载性能的关联性。当转速为700 r/min时,焊接速度的优化区间为50-250 mm/min,随着转速增加到900 r/min,焊接速度的优化区间范围降为50-200 mm/min,进一步增加转速至1200 r/min时,发现焊接速度的优化区间进一步变窄,在焊接速度50 mm/min的参数附近呈现出最优的剪切性能。固定转速,随着焊接速度增大,接头的剪切性能总体上呈现出先上升后下降的趋势,界面金属间化合物层的厚度由焊接速度为30 mm/min时的3.3μm降至焊接速度为300 mm/min时的0.46μm,当焊接速度超过300 mm/min时,搭接界面处金属间化合物层消失,界面未形成有效冶金结合,导致界面承载性能下降。接头在剪切过程中界面失效存在四种不同路径,分别是直接从金属间化合物层处开裂、沿着界面处进行开裂、从铝合金焊核区开裂和沿着铝合金焊核区与界面交替断续开裂。界面失效破坏逐次发生、发展和转移的应变集中现象在时间和空间上呈现明显的间隔特征。采用响应面法对铝/钢搭接FSW工艺进行了优化,建立了工艺参数与接头拉剪载荷的数学模型。表征了界面处快扩散行为,界面区主要由颗粒复合结构、叠层结构和金属间化合物层构成,且部分区域存在非晶态的原子组态。在转速1200 r/min和焊接速度30 mm/min时,新型和传统柱状针焊具作用下界面金属间化合物层的厚度分别为3.3和1.1μm,其对应的生长常数分别为0.39和0.04μm2/s。新型焊具作用下界面层生长常数比873 K下的扩散焊快2个数量级,而较常规焊具作用快1个数量级。依据有效生成热模型对优先生成相进行了预测,在Fe-Al系中Fe4Al13或Fe2Al5为最先形成相,有效生成热模型仍存在一定的局限性。建立了颗粒复合结构和界面层组织的演变模型。整个界面层由局部Si元素富集的Fe4Al13相层、Fe2Al5相层、富Fe相层以及单薄的混合层组织四层不同结构组成。Si元素主要聚集在Fe4Al13和Fe2Al5金属间化合物层处,主要位于Fe4Al13金属间化合物层,含量为8 at.%,扩散范围约100-140 nm。Si元素的富集通过占据空位阻断扩散通道的方式有效抑制了界面金属间化合物层的厚度,使得搭接界面形成了厚度小于1μm的超强界面,提高了接头界面承载能力。通过扩散动力学分析了界面金属间化合物厚度的变化,厚度随着焊接速度的提高而减小。FSW施加的搅拌和剪切作用引起的局部应力和应变所导致的铝合金晶粒的细化和产生的高浓度的位错,为Fe元素的扩散提供更多的路径及为Fe4Al13晶粒的形核提供形核点,从而揭示了快扩散现象的本质。
李强[10]（2017）在《镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究》文中研究指明由于镍基高温合金在高温高压服役条件下具有优异的疲劳、蠕变及腐蚀抗力等性能,其在航空部件的关键热端零件制备和生产上得到了广泛的应用。然而,随着材料科学技术的飞速发展和新型航空发动机涡轮机组燃烧室温度的逐步提高,传统多晶镍基高温合金已难以满足其服役要求,并常在晶界处发生力学性能弱化,产生裂纹、造成破坏。而在普通铸造和定向凝固工艺基础上发展起来的单晶高温合金由于消除了与主应力轴垂直的晶界,因此,显着提高了材料在超高温条件下的服役性能,成为高性能航空发动机涡轮叶片的优选材料。尽管这类零件目前多采用选晶或籽晶法一次制备成型,但为保证产品的高精度和高可靠性要求,仍需要进行必要的机械加工。但由于材料的难加工特性和加工机理不清,导致机械加工效率很低,这也成为制约航天制造业发展的瓶颈之一。由中国科学院沈阳金属研究所研制的DD5隶属于我国第二代镍基单晶高温合金,由于加入了 Re元素及部分晶界强化元素,使其服役性能较第一代单晶合金得到了显着的改善。但基于目前所查阅的资料,对DD5铣削加工性的研究仍仍鲜见公开报道。然而由于其与多晶材料晶体结构的差异性,材料去除机理明显区别于多晶材料沿晶界的剪切滑移。由于单晶材料较强的力学各向异性,导致沿不同轨迹铣削的切削加工性存在明显差异。而与多晶材料合金元素成分及含量的差异性造成物理化学性质的差别,因此,在铣削过程中,刀具磨损机理、被加工表面完整性、切屑成型过程及热力特性也不同于多晶高温合金。另外,尽管在DD5中适当加入了一些晶界强化元素,但材料在服役条件下的再结晶现象仍是不容忽视的。因此课题在国家自然科学基金的资助下,比较了多晶和单晶镍基高温合金铣削加工性和表面完整性的差异,并对DD5镍基单晶高温合金铣削的刀具优选方案、切屑成型特征、热力特性、水基微量润滑（MQL）工艺参数优化及铣削诱导的表面损伤特征进行了深入的探讨,主要的研究工作包括以下五个方面:（1）为比较单晶和多晶镍基高温合金切削加工性和表面完整性的异同,以Inconel718为多晶材料的典型代表,采用PVD-TiAlN涂层、超精密钨钢基体四刃整体立铣刀在TH5650数控铣镗加工中心上进行槽铣实验。基于快速傅里叶变换理论,研究不同铣削参数、刀具悬伸量及冷却条件对被加工材料表面粗糙度、微观形貌、加工硬化程度及塑性变形的影响规律,并探讨表面粗糙度、切削力及加工系统稳定性随刀具磨损状态变化的演变规律。（2）基于派纳力模型和分子动力学仿真,提出单晶材料铣削变形及材料去除机理。基于位错滑移理论和施密特系数定性地构建切削过程铣削力和表面粗糙度的各向异性模型。为避免单晶材料各向异性对加工切削性造成的影响,基于DD5金相组织特征,提出材料的定向切割方法。为提高刀具适用性,基于刀具的磨损实验,在DD5（001）晶面上沿[110]晶向进行槽铣加工,研究硬质合金基体PVD TiAlN及AlTiN涂层刀具在干式切削及水基微量润滑条件下后刀面磨损量、刀具磨损形态、被加工材料表面质量及加工精度随切削距离变化的演化规律,采用成分分析方法,对刀具磨损和失效机理进行分析,并基于此,对刀具提出优选方案。（3）基于难加工材料高速切削切屑成型机理,采用有限元仿真和槽铣实验相结合的方法,对不同切削速度条件下切屑形态特征及影响切屑毛边的因素进行研究,确定DD5镍基单晶高温合金的高速切削临界速度,并基于Deform2D和3D对切屑的成型过程及毛边形成的应力、应变及温度场进行分析。另外,采用热电偶测温及压电晶体测力的实验方法及有限元方法对DD5铣削热力特性进行研究,并探讨铣削参数、冷却条件和晶向特征对热力特性、被加工材料表面质量和加工精度的影响规律。（4）铣削加工过程中,在热力耦合作用及交变载荷状态下,被加工表面将产生一定程度的损伤和微观组织变化。在不同的铣削参数、冷却条件和晶向特征条件下,对DD5（001）晶面进行槽铣加工,对被加工表面及亚表面进行微观形貌观察及硬度和组织分析,对铣削诱导的表面缺陷、槽顶毛刺特征、加工硬化、微观组织变化及再结晶特性及其影响规律进行研究,并提出控制产生表面损伤的方法。（5）为进一步改善DD5镍基单晶高温合金铣削加工的切削加工性、表面完整性及环境可持续性,基于水基MQL铣削实验,沿DD5（001）晶面滑移系方向进行铣削,以槽铣切向合力、表面粗糙度及可吸入悬浮颗粒物浓度作为评价指标,对切削液喷射方向及距切削区距离进行优化。基于响应曲面法和方差分析方法,对铣削和冷却参数的交互效应对指标的显着性进行判断,并研究其交互效应机理。基于遗传BP神经网络多目标寻优算法及均匀化实验设计方法,对DD5铣削表面粗糙度及切向合力分别进行预测和寻优并对结果的有效性进行实验验证。本文主要通过实验手段对DD5铣削的可加工性和表面完整性进行了深入的探讨和研究,所得的结论有助于丰富镍基单晶高温合金铣削加工工艺的理论,并证明以传统铣削方式加工DD5单晶高温合金的可行性。
二、EFFECTS OF SPECIMEN GEOMETRY ON DISLOCATION CHANNELING IN QUENCH-HARDENED ALUMINIUM CRYSTALS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、EFFECTS OF SPECIMEN GEOMETRY ON DISLOCATION CHANNELING IN QUENCH-HARDENED ALUMINIUM CRYSTALS（论文提纲范文）
（1）S690QL钢激光-感应复合焊工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 高强钢S690QL及其焊接方法的发展 |
| 1.2 激光焊接高强钢的焊缝成形和性能 |
| 1.3 激光复合焊技术 |
| 1.4 感应加热技术在焊接中的应用 |
| 1.5 激光-感应复合焊的研究现状 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 试验材料、设备和工艺参数的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 S690QL钢焊接性及单激光焊接工艺参数探究 |
| 2.4 试验设备及方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 激光-感应复合焊接方式的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 前置和后置感应加热的激光-感应复合焊的焊接原理及试验设计 |
| 3.3 前置和后置感应加热的激光-感应复合焊工艺对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 S690QL钢激光-感应复合焊焊接接头的成形与组织 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光-感应复合焊成形的原理、试验设计和试验数据 |
| 4.3 激光-感应复合焊焊接接头几何成形分析 |
| 4.4 激光-感应复合焊的微观组织成形分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 S690QL钢激光-感应复合焊焊接接头的力学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光-感应复合焊焊接接头的微观硬度 |
| 5.3 激光-感应复合焊焊接接头的拉伸性能及断口分析 |
| 5.4 激光-感应复合焊焊接接头的低温冲击韧性 |
| 5.5 S690QL钢激光-感应复合焊焊接接头开缺口试样的疲劳性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 S690QL钢激光-感应复合焊焊缝中心腐蚀性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 激光-感应复合焊焊缝中心腐蚀性能试验设计 |
| 6.3 激光-感应复合焊对焊缝中心电化学腐蚀性能的影响 |
| 6.4 感应器输出功率对激光-感应复合焊焊缝中心电化学腐蚀性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 1.学术论文发表情况 |
| 2.学术会议 |
（2）单晶镍基高温合金微铣削加工机理与工艺基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义、来源 |
| 1.1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.2 微铣削加工技术概述 |
| 1.2.1 微铣削中的尺度效应 |
| 1.2.2 微型机床研究 |
| 1.2.3 微铣削刀具研究 |
| 1.3 微铣削加工的研究现状 |
| 1.3.1 微铣削表面质量国内外研究现状 |
| 1.3.2 微铣削力国内外研究现状 |
| 1.3.3 微铣削温度研究现状 |
| 1.3.4 微铣削刀具磨损国内外研究现状 |
| 1.3.5 微铣削表层再结晶国内外研究现状 |
| 1.4 微铣削存在的主要问题 |
| 1.5 课题研究内容及方法 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 单晶镍基高温合金材料特性及微铣削机理研究 |
| 2.1 单晶镍基高温合金材料特性 |
| 2.2 相关概念 |
| 2.3 单晶高温合金的各向异性研究 |
| 2.4 单晶和多晶材料塑性变形机理 |
| 2.4.1 单晶材料塑性变形机理 |
| 2.4.2 多晶材料塑性变形机理 |
| 2.5 单晶镍基合金微铣削机理及验证 |
| 2.5.1 分子动力学模型验证 |
| 2.5.2 单晶高温合金材料去除机理试验验证 |
| 2.5.3 多晶微铣削机理试验验证 |
| 2.6 微铣削切屑形态研究 |
| 2.6.1 难加工材料切屑变形特点 |
| 2.6.2 微铣削切屑形态 |
| 2.6.3 单晶镍基高温合金切屑去除机理 |
| 2.6.4 切屑锯齿化程度分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 单晶镍基高温合金微铣削表面质量研究 |
| 3.1 单晶镍基高温合金微铣削表面粗糙度模型 |
| 3.2 试验设备与材料 |
| 3.2.1 试验用加工及检测设备 |
| 3.2.2 试验材料 |
| 3.2.3 试验方法 |
| 3.3 基于微量润滑(MQL)与干切削条件下微铣削表面粗糙度研究 |
| 3.3.1 主轴转速对微铣削表面粗糙度影响规律 |
| 3.3.2 进给速度对微铣削表面粗糙度影响规律 |
| 3.3.3 铣削深度对微铣削表面粗糙度影响规律 |
| 3.4 基于响应曲面法的微铣削表面粗糙度模型预测 |
| 3.4.1 响应曲面法(RSM)试验设计 |
| 3.4.2 试验结果与讨论 |
| 3.4.3 粗糙度预测模型试验验证 |
| 3.5 基于正交试验的微铣削表面粗糙度优化研究 |
| 3.5.1 正交试验设计与处理 |
| 3.5.2 微铣削表面形貌分析 |
| 3.6 不同晶面对微铣削表面加工质量的影响 |
| 3.7 刀具刃径、刃数对微铣削表面质量的影响 |
| 3.8 冷却方式对表面质量的影响 |
| 3.9 不同材料对表面质量的影响 |
| 3.10 工艺参数对表面毛刺的影响 |
| 3.11 本章小结 |
| 第4章 单晶镍基高温合金微铣削力仿真与试验研究 |
| 4.1 微铣削力理论模型 |
| 4.1.1 以剪切为主的切削区微铣削力预测模型的计算 |
| 4.1.2 以耕犁为主的切削区微铣削力预测模型的计算 |
| 4.1.3 后刀面微铣削力预测模型的计算 |
| 4.2 微铣削力仿真 |
| 4.2.1 仿真模型建立 |
| 4.2.2 仿真模型设置 |
| 4.3 工艺参数对仿真微铣削力的影响 |
| 4.3.1 主轴转速对铣削力的影响 |
| 4.3.2 进给速度对铣削力的影响 |
| 4.3.3 铣削深度对铣削力的影响 |
| 4.3.4 不同晶面对铣削力的影响 |
| 4.3.5 刀具刃口半径对单晶材料微铣削力的影响 |
| 4.4 微铣削力试验研究 |
| 4.4.1 试验准备 |
| 4.4.2 试验方案 |
| 4.4.3 多元线性回归模型的建立 |
| 4.4.4 切削参数对微铣削力的影响 |
| 4.5 异种材料切削工艺参数对微铣削力影响 |
| 4.5.1 主轴转速对微铣削力的影响 |
| 4.5.2 进给速度对微铣削力的影响 |
| 4.5.3 轴向铣削深度对微铣削力的影响 |
| 4.6 各向异性对微铣削力的影响 |
| 4.7 试验验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 单晶镍基高温合金微铣削温度场仿真与试验研究 |
| 5.1 铣削区热源理论模型 |
| 5.1.1 传热学模型 |
| 5.1.2 热力耦合模型 |
| 5.2 单晶镍基高温合金的微铣削温度场仿真 |
| 5.2.1 微铣削温度仿真模型 |
| 5.2.2 微铣削温度仿真结果与分析 |
| 5.3 单晶镍基高温合金的微铣削温度场试验 |
| 5.3.1 铣削温度测量方法 |
| 5.3.2 微铣削温度试验研究 |
| 5.3.3 温度试验结果分析 |
| 5.4 微铣削温度仿真与试验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 单晶镍基高温合金微铣削刀具摩擦磨损机理研究 |
| 6.1 微铣刀磨损机制 |
| 6.2 试验用微铣刀及工件材料分析 |
| 6.2.1 检测设备 |
| 6.2.2 试验用微铣刀SEM分析 |
| 6.2.3 试验用工件材料SEM分析 |
| 6.3 微铣削刀具磨损形式及机理分析 |
| 6.3.1 后刀面磨损破损机理分析 |
| 6.3.2 前刀面磨损机理分析 |
| 6.4 微刀具磨损标准 |
| 6.5 微铣削参数对刀具磨损量的影响 |
| 6.5.1 主轴转速对刀具磨损量的影响 |
| 6.5.2 进给速度对刀具磨损量的影响 |
| 6.5.3 铣削深度对刀具磨损量的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 单晶镍基高温合金微铣削表面白层及再结晶研究 |
| 7.1 单晶镍基高温合金微铣削表面白层研究 |
| 7.1.1 已加工表面白层产生机制 |
| 7.1.2 白层影响因素分析 |
| 7.1.3 白层SEM分析 |
| 7.2 亚表层显微硬度分析 |
| 7.2.1 显微硬度的测试 |
| 7.2.2 显微硬度结果分析 |
| 7.3 单晶镍基高温合金微铣削亚表层再结晶研究 |
| 7.3.1 高温环境处理 |
| 7.3.2 试验设计 |
| 7.3.3 再结晶机理 |
| 7.3.4 不同温度对再结晶层的影响 |
| 7.3.5 微铣削工艺参数对再结晶层的影响 |
| 7.3.6 不同晶面对再结晶影响 |
| 7.3.7 再结晶层组织分析 |
| 7.4 再结晶预防及控制方法 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 作者简介 |
（3）H13钢硬态切削显微组织演变及力学性能评定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号与单位 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 硬态切削变形区显微组织及性能国内外研究现状 |
| 1.2.1 H13钢显微组织及力学性能 |
| 1.2.2 切屑显微组织演变及力学性能测试 |
| 1.2.3 切削亚表层显微组织表征及力学性能测试 |
| 1.2.4 切亚表层显微组织动态演变机理 |
| 1.2.5 切削变形区材料的相变仿真 |
| 1.2.6 切削亚表层材料的晶粒尺寸仿真 |
| 1.2.7 切削表面层材料的宏微力学性能 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 论文来源及研究目标 |
| 1.5 技术路线及研究内容 |
| 第2章 H13钢硬态切削实验及切削仿真模型 |
| 2.1 H13钢硬态切削实验 |
| 2.2 切屑形貌,切削力和切削温度 |
| 2.3 机械—热耦合条件下的切削仿真模型 |
| 2.3.1 三维模型的等效简化 |
| 2.3.2 切削仿真模型的建立 |
| 2.3.3 本构方程参数的选择 |
| 2.3.4 切削仿真模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于相变动力学的H13钢硬态切削切屑显微组织动态演变仿真 |
| 3.1 显微组织表征和显微硬度测试 |
| 3.1.1 H13钢基体显微组织表征 |
| 3.1.2 H13钢基体和切屑显微硬度测试 |
| 3.2 切屑显微组织演变机理 |
| 3.3 切屑显微组织动态演变仿真 |
| 3.3.1 理论相变模型的构建 |
| 3.3.2 相变仿真模型的实现 |
| 3.3.3 切削相变仿真结果分析 |
| 3.3.4 切屑相变仿真模型实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 H13钢硬态切削亚表层显微组织表征及晶粒细化机理 |
| 4.1 切削亚表层显微组织表征及力学性能测试 |
| 4.1.1 显微组织表征 |
| 4.1.2 微观力学性能测试 |
| 4.2 机械—热耦合载荷下材料塑性变形模型 |
| 4.3 切削参数对亚表层显微组织演变和亚表层厚度的影响 |
| 4.3.1 切削速度对显微组织演变和亚表层厚度的影响 |
| 4.3.2 进给量对显微组织演变和亚表层厚度的影响 |
| 4.3.3 径向切深对显微组织演变和亚表层厚度的影响 |
| 4.3.4 刃口钝圆半径对显微组织演变和亚表层厚度的影响 |
| 4.4 切削亚表层显微组织的EBSD分析 |
| 4.4.1 晶界 |
| 4.4.2 Schmid因子 |
| 4.4.3 反极图 |
| 4.5 切削亚表层纳米硬度 |
| 4.6 切削亚表层晶粒细化机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于动态再结晶的H13钢硬态切削亚表层晶粒尺寸和显微硬度动态演变仿真 |
| 5.1 切削亚表层晶粒尺寸和显微硬度动态演变仿真 |
| 5.1.1 晶粒尺寸和显微硬度预测模型的构建 |
| 5.1.2 模型参数的确定和实现 |
| 5.2 仿真结果讨论 |
| 5.2.1 切削速度对晶粒尺寸和显微硬度的影响 |
| 5.2.2 进给对晶粒尺寸和显微硬度的影响 |
| 5.2.3 径向切削深度对晶粒尺寸和显微硬度的影响 |
| 5.3 仿真与实验结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 切削表面层力学性能评定及硬态切削工艺优化 |
| 6.1 自动球压痕实验 |
| 6.1.1 实验条件 |
| 6.1.2 实验结果分析 |
| 6.2 基于自动球压痕法的表面层力学性能评定 |
| 6.2.1 屈服强度,应变硬化指数,抗拉强度和硬度计算 |
| 6.2.2 断裂韧度的计算 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 切削速度对力学性能的影响 |
| 6.3.2 进给对力学性能的影响 |
| 6.3.3 径向切削深度对力学性能的影响 |
| 6.3.4 刃口钝圆半径对力学性能的影响 |
| 6.3.5 刀尖圆弧半径对力学性能的影响 |
| 6.3.6 工艺参数、亚表层厚度和力学性能之间的映射关系 |
| 6.4 基于切削亚表层厚度的硬态切削工艺参数优化 |
| 6.4.1 基于中心组合响应曲面法硬态切削实验设计 |
| 6.4.2 切削亚表层厚度预测模型 |
| 6.4.3 工艺参数对亚表层厚度的影响及最优工艺参数组合 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的论文及科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）选区激光熔化成形Inconel 718合金组织结构与力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 激光金属增材制造技术发展概况 |
| 1.2 Inconel 718合金组织结构及力学特性 |
| 1.3 选区激光熔化成形合金组织结构特点 |
| 1.3.1 宏观组织结构 |
| 1.3.2 晶体学织构 |
| 1.3.3 残余应力 |
| 1.4 AM成形合金的各向异性行为 |
| 1.4.1 室温力学性能各向异性行为 |
| 1.4.2 高温力学性能各向异性行为 |
| 1.5 AM成形合金强韧化机理及优化策略 |
| 1.6 AM成形合金疲劳性能预测及优化策略 |
| 1.6.1 工艺缺陷形成及演化机理 |
| 1.6.2 工艺缺陷对疲劳性能的影响 |
| 1.6.3 基于工艺缺陷的AM成形合金疲劳性能预测 |
| 1.6.4 AM成形合金疲劳性能优化策略 |
| 1.7 基于小微样件的AM成形部件认证标准 |
| 1.7.1 研究背景 |
| 1.7.2 传统金属及合金室温疲劳性能尺寸效应研究进展 |
| 1.7.3 增材制造领域小微样件室温疲劳性能影响规律研究进展 |
| 1.8 研究目的、内容及意义 |
| 第2章 扫描方式对SLM成形Inconel 718合金组织结构和力学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料制备与实验方法 |
| 2.2.1 材料制备 |
| 2.2.2 材料表征 |
| 2.2.3 单向拉伸及疲劳性能测试 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 缺陷及组织结构表征 |
| 2.3.2 室温单向拉伸及疲劳性能 |
| 2.3.3 室温拉伸和疲劳损伤行为 |
| 2.4 分析讨论 |
| 2.4.1 扫描方式对晶粒结构和晶体学取向的影响机制 |
| 2.4.2 扫描方式对室温力学性能的影响机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SLM成形Inconel 718合金拉伸性能各向异性行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料制备与实验方法 |
| 3.2.1 材料制备及微观结构表征 |
| 3.2.2 X射线衍射法测定残余应力 |
| 3.2.3 室温单向拉伸及疲劳性能测试 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 微观结构表征 |
| 3.3.2 弹性模量 |
| 3.3.3 拉伸性能各向异性 |
| 3.3.4 准原位EBSD表征 |
| 3.4 分析讨论 |
| 3.4.1 屈服强度各向异性的内在机制 |
| 3.4.2 非均匀组织结构诱发的加工硬化各向异性行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 热处理对SLM成形Inconel 718合金拉伸及疲劳性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料制备与实验方法 |
| 4.2.1 材料制备 |
| 4.2.2 组织结构及缺陷表征 |
| 4.2.3 室温单向拉伸及疲劳性能测试 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 缺陷尺寸及分布 |
| 4.3.2 晶粒结构及晶体学织构 |
| 4.3.3 室温单向拉伸及疲劳性能 |
| 4.3.4 疲劳损伤形貌 |
| 4.4 分析讨论 |
| 4.4.1 热处理对合金强塑性的影响 |
| 4.4.2 热处理对合金疲劳性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 SLM成形Inconel 718合金拉伸及疲劳尺寸效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料制备与实验方法 |
| 5.2.1 材料制备 |
| 5.2.2 组织结构表征 |
| 5.2.3 室温单向拉伸和疲劳性能测试 |
| 5.2.4 变形和损伤行为表征 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 不同厚度试样的组织结构对比 |
| 5.3.2 弹性模量 |
| 5.3.3 拉伸强度和塑性 |
| 5.3.4 拉伸变形和损伤行为 |
| 5.3.5 疲劳性能 |
| 5.3.6 疲劳损伤行为 |
| 5.4 分析讨论 |
| 5.4.1 SLM成形Inconel 718合金的强化机制 |
| 5.4.2 屈服强度尺寸效应 |
| 5.4.3 拉伸塑性和变形行为尺寸效应 |
| 5.4.4 拉伸损伤行为尺寸效应 |
| 5.4.5 疲劳极限尺寸效应 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 表面粗糙度和打印厚度对SLM成形Inconel 718合金高温疲劳性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料制备与实验方法 |
| 6.2.1 材料制备 |
| 6.2.2 组织结构表征 |
| 6.2.3 高温单向拉伸和疲劳性能测试 |
| 6.2.4 有限元模拟 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 微观结构表征 |
| 6.3.2 表面粗糙度 |
| 6.3.3 高温拉伸和疲劳性能 |
| 6.3.4 疲劳损伤行为 |
| 6.4 分析讨论 |
| 6.4.1 打印厚度对组织结构和表面粗糙度的影响 |
| 6.4.2 打印厚度和表面状态对疲劳性能的影响 |
| 6.4.3 表面工艺缺陷对疲劳性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 第8章 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）中碳低合金钢渗氮与激光淬火复合改性层组织与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 渗氮与氮碳共渗进展 |
| 1.2.1 低温渗氮 |
| 1.2.2 快速渗氮 |
| 1.2.3 稀土渗氮与稀土氮碳共渗 |
| 1.2.4 渗氮生成相性质 |
| 1.3 激光表面改性进展 |
| 1.3.1 激光淬火 |
| 1.3.2 化学热处理与激光淬火复合改性 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.2 实验工艺方案 |
| 2.2.1 离子渗氮 |
| 2.2.2 低温稀土氮碳共渗 |
| 2.2.3 渗氮与激光淬火复合改性 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 组织观察 |
| 2.3.2 相结构与成分分析 |
| 2.3.3 生成相键合与微结构分析 |
| 2.3.4 显微硬度与耐磨性能测试 |
| 2.3.5 改性层耐蚀性表征 |
| 第3章 中碳低合金钢硬化层组织与工艺设计 |
| 3.1 影响齿轮力学性能的因素 |
| 3.2 硬化层厚度和组织 |
| 3.2.1 硬化层厚度计算 |
| 3.2.2 硬化层组织设计 |
| 3.3 中碳低合金钢齿轮表层硬化工艺选择 |
| 3.3.1 表层硬化工艺方案设计 |
| 3.3.2 等离子体渗氮/氮碳共渗 |
| 3.3.3 等离子体稀土渗氮/氮碳共渗 |
| 3.3.4 等离子体渗氮与激光淬火复合改性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 等离子体渗氮与激光淬火复合改性层组织结构 |
| 4.1 温度对渗氮层组织结构影响 |
| 4.2 不同氮氢比条件下渗氮层的组织结构 |
| 4.2.1 氮氢比对渗层组织结构影响 |
| 4.2.2 低氮氢比条件下渗层的组织结构 |
| 4.3 渗氮过程组织结构演变规律 |
| 4.3.1 较高氮氢比条件下渗氮过程组织结构 |
| 4.3.2 低氮氢比条件下渗氮过程组织结构 |
| 4.4 膨胀马氏体表征与渗氮层组织超细化 |
| 4.4.1 渗氮膨胀马氏体表征 |
| 4.4.2 渗氮层组织超细化 |
| 4.5 稀土氮碳共渗过程组织结构演变规律 |
| 4.6 渗氮与激光淬火复合改性层组织结构 |
| 4.6.1 激光淬火工艺参数确定 |
| 4.6.2 复合改性层组织结构 |
| 4.7 不同处理工艺心部组织及硬度 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 等离子体渗氮与激光淬火复合改性层性能与深层硬化机制 |
| 5.1 高温低氮氢比渗氮层性能 |
| 5.1.1 高温低氮氢比渗氮层耐磨性能 |
| 5.1.2 高温低氮氢比渗氮层耐蚀性能 |
| 5.2 低温渗氮层性能与强韧化机制 |
| 5.2.1 低温渗氮层力学性能 |
| 5.2.2 低温渗氮层耐蚀性能 |
| 5.2.3 低温渗氮层强韧化机制 |
| 5.3 Fe_4N相的择优取向对渗氮层力学性能影响 |
| 5.4 渗氮与激光淬火复合改性层力学性能及深层硬化机制 |
| 5.5 不同改性工艺下表层硬化效果与微观机制比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）电-热-力耦合场下Al-Mg-Si合金的组织演变及强韧化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义与目的 |
| 1.2 铝合金的研究现状 |
| 1.2.1 铝合金的分类 |
| 1.2.2 汽车用铝合金用途研究现状 |
| 1.2.3 铝合金的国内外研究现状 |
| 1.2.3.1 铝合金力学性能研究 |
| 1.2.3.2 疲劳性能 |
| 1.2.3.3 蠕变性能 |
| 1.2.3.4 耐磨性能 |
| 1.2.3.5 应力腐蚀性能 |
| 1.2.4 新型铝合金强韧化方法 |
| 1.2.4.1 等径角挤压 |
| 1.2.4.2 高压扭转 |
| 1.2.4.3 冶金元素的添加 |
| 1.2.4.4 粉末冶金 |
| 1.2.4.5 选区激光烧结 |
| 1.2.4.6 增材制造 |
| 1.2.5 铝合金处理工艺目前存在的问题 |
| 1.3 脉冲电流技术 |
| 1.3.1 金属的电效应 |
| 1.3.2 脉冲电流对金属的多种效应 |
| 1.3.2.1 焦耳热效应 |
| 1.3.2.2 电迁移效应 |
| 1.3.2.3 电子风冲击 |
| 1.3.2.4 塞贝克效应 |
| 1.3.2.5 帕尔贴效应 |
| 1.3.2.6 集肤效应 |
| 1.3.2.7 磁致压缩效应 |
| 1.3.2.8 电塑性效应 |
| 1.3.3 脉冲电流的应用 |
| 1.3.3.1 脉冲电流对金属凝固过程的影响 |
| 1.3.3.2 脉冲电流对金属再结晶的影响 |
| 1.3.3.3 脉冲电流对金属力学性能的影响 |
| 1.3.3.4 脉冲电流对金属材料表面强化的影响 |
| 1.3.3.5 脉冲电流对金属材料腐蚀性的影响 |
| 1.3.3.6 脉冲电流对金属材料的其他应用 |
| 1.4 可行性分析 |
| 1.4.1 本文选用6061 铝合金的意义 |
| 1.4.2 采用脉冲电流处理的可行性 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 传统热处理装置 |
| 2.2.2 脉冲电流装置 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.4 组织表征 |
| 2.4.1 化学成分测定 |
| 2.4.2 物相分析及位错密度测定 |
| 2.4.2.1 物相分析 |
| 2.4.2.2 位错密度测定 |
| 2.4.3 光学显微镜分析 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜分析 |
| 2.4.4.1 背散射电子衍射(EBSD)分析 |
| 2.4.4.2 形貌分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜分析 |
| 2.4.6 原子探针分析 |
| 2.5 力学性能检测 |
| 2.5.1 室温拉伸性能检测 |
| 2.5.2 显微硬度 |
| 2.6 有限元模拟 |
| 2.7 强化机制计算 |
| 2.8 技术路线 |
| 第3章 脉冲电流强化处理对6061 铝合金组织和性能的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 脉冲电流强化处理工艺优化 |
| 3.2.1 脉冲电流参数优化 |
| 3.2.1.1 脉冲电流参数对6061 铝合金显微组织的影响 |
| 3.2.1.2 脉冲参数变化过程的有限元模拟 |
| 3.2.1.3 脉冲电流参数对6061 铝合金力学性能的影响 |
| 3.2.2 人工时效时间优化 |
| 3.3 脉冲电流强化处理对6061 铝合金组织演变规律的影响 |
| 3.4 脉冲电流强化处理对6061 铝合金力学性能的影响 |
| 3.5 脉冲电流强化处理的强韧化机理研究 |
| 3.6 脉冲电流强化处理的四种强化机制计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流增塑处理对6061 铝合金组织和性能的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 脉冲电流增塑处理工艺优化 |
| 4.2.1 不同脉冲电流作用时间下6061 铝合金的组织变化 |
| 4.2.2 不同脉冲电流作用时间下6061 铝合金的力学性能 |
| 4.3 脉冲电流增塑处理对6061 铝合金组织演变过程的影响 |
| 4.4 脉冲电流增塑处理对6061 铝合金力学性能的影响 |
| 4.5 脉冲电流增塑处理的强韧化机理研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 脉冲电流处理对冷轧态6061 铝合金组织和性能的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 轧制压下量对6061 铝合金组织和性能的影响 |
| 5.3 脉冲电流作用对轧制态6061 铝合金组织和性能的影响 |
| 5.3.1 脉冲电流工艺参数优化 |
| 5.3.2 脉冲电流作用对轧制态6061 铝合金组织演变过程的影响 |
| 5.3.3 脉冲电流作用对轧制态6061 铝合金力学性能的影响 |
| 5.4 时效过程对再结晶态6061 铝合金的组织及力学性能的影响 |
| 5.4.1 峰值时效工艺优化 |
| 5.4.2 时效过程对再结晶态6061 铝合金的组织的影响 |
| 5.4.3 时效过程对再结晶态6061 铝合金的力学性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 脉冲电流循环处理对6061 铝合金晶体取向和性能的影响 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 脉冲电流多次循环处理对6061 铝合金的影响 |
| 6.2.1 脉冲电流循环处理对6061 铝合金显微组织与晶体取向的影响 |
| 6.2.2 脉冲电流循环处理对6061 铝合金力学性能的影响 |
| 6.3 多次传统循环热处理对6061 铝合金的影响 |
| 6.3.1 传统循环热处理对6061 铝合金显微组织与晶体取向的影响 |
| 6.3.2 传统循环热处理对6061 铝合金力学性能的影响 |
| 6.4 亚结构演化及强韧化机理的分析与讨论 |
| 6.4.1 循环处理对6061 铝合金显微组织与晶体取向的影响 |
| 6.4.2 循环处理对6061 铝合金的强韧化机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 6.6 总结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）淬硬模具钢Cr12MoV高效高性能球铣加工机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 淬硬模具钢高速切削加工表面完整性 |
| 1.2.2 模具钢加工表面摩擦磨损特性 |
| 1.2.3 滑动摩擦过程接触表面疲劳磨损 |
| 1.2.4 表面完整性典型指标参数对抗疲劳性能的影响 |
| 1.3 现有研究存在的问题及课题的提出 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 课题的提出 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 淬硬模具钢Cr12MoV多轴高速球铣加工表面完整性及表面缺陷研究 |
| 2.1 多轴高速球铣加工表面材料残留形成机理及主要影响因素 |
| 2.1.1 球铣加工表面材料残留的形成机理 |
| 2.1.2 切削参数对球铣加工表面残留高度的影响 |
| 2.2 淬硬模具钢高速球铣加工表面完整性试验研究 |
| 2.2.1 试验准备 |
| 2.2.2 表面完整性典型参数关于切削参数的响应曲面分析与优化 |
| 2.2.3 基于单因素试验的球铣工艺参数对表面完整性的影响规律 |
| 2.3 多轴高速球铣加工表面完整性的方向效应 |
| 2.3.1 表面轮廓 |
| 2.3.2 表面层显微硬度及屈服强度 |
| 2.3.3 表层微观组织结构 |
| 2.4 淬硬模具钢高速球铣加工表面缺陷分析 |
| 2.4.1 高速硬切削加工表面缺陷形成机制 |
| 2.4.2 切削参数对表面缺陷的影响 |
| 2.4.3 高速硬切削加工表面主要缺陷控制方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 淬硬模具钢Cr12MoV多轴高速球铣加工表面摩擦磨损特性研究 |
| 3.1 环-块摩擦磨损试验基本参数配置 |
| 3.2 淬硬模具钢高速球铣加工表面摩擦特性研究 |
| 3.2.1 球铣加工表面摩擦系数关于铣削工艺参数的响应 |
| 3.2.2 球铣加工表面微观形貌减摩机制 |
| 3.2.3 高速硬切削加工表面微观形貌减摩有效性分析 |
| 3.2.4 以获取减摩作用表面形貌为目标的切削参数优选原则 |
| 3.3 走刀路径对淬硬模具钢高速球铣加工表面耐磨性的影响 |
| 3.3.1 四种类型试样磨损质量对比分析 |
| 3.3.2 走刀路径对耐磨性主要影响机制 |
| 3.3.3 不同走刀路径球铣加工试样表面磨损形貌及磨损机理对比分析 |
| 3.4 滑动摩擦方向对淬硬模具钢高速球铣加工表面耐磨性的影响 |
| 3.5 面向高耐磨性高速硬态球铣加工表面的切削参数优选 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 淬硬模具钢Cr12MoV高速球铣加工表面滑动疲劳磨损机理研究 |
| 4.1 高速硬切削加工表面滑动疲劳磨损发生机制的假设 |
| 4.1.1 第一类滑动疲劳磨损 |
| 4.1.2 第二类滑动疲劳磨损 |
| 4.1.3 关于拉延模具表面凹坑来源的分析 |
| 4.2 高速硬切削加工表面滑动疲劳磨损机制假设的试验验证 |
| 4.2.1 线性往复滑动摩擦磨损试验 |
| 4.2.2 试验结果分析 |
| 4.3 改善淬硬模具钢球铣加工表面滑动疲劳磨损抗力的措施 |
| 4.3.1 改善滑动疲劳磨损抗力的主要措施 |
| 4.3.2 面向高滑动疲劳磨损抗力的淬硬模具钢球铣加工工艺参数优选 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 淬硬模具钢Cr12MoV高速球铣加工表面抗疲劳性能研究 |
| 5.1 表面完整性典型指标参数对加工表面抗疲劳性能的影响机制 |
| 5.1.1 表面微观几何形貌与加工表面抗疲劳性能的相关性分析 |
| 5.1.2 表面完整性力学指标参数与加工表面抗疲劳性能的相关性分析 |
| 5.1.3 加工表面层微观组织结构变化与加工表面抗疲劳性能的相关性分析 |
| 5.2 淬硬模具钢高速球铣加工表面的微观应力集中现象 |
| 5.3 模具钢高速硬态球铣加工表面抗疲劳性能试验研究 |
| 5.3.1 试验准备 |
| 5.3.2 表面完整性典型指标参数对疲劳寿命的影响规律 |
| 5.3.3 高速球铣工艺参数对疲劳寿命的影响 |
| 5.4 走刀路径影响工件抗疲劳性能的本质 |
| 5.5 面向高抗疲劳性能高速硬态球铣加工表面的工艺方法优选 |
| 5.5.1 走刀路径的优选 |
| 5.5.2 切削参数的优选 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文及科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）粉末多孔材料等通道转角挤压数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 致谢 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超细晶材料的性能及制备技术 |
| 1.1.1 超细晶材料的性能及其应用 |
| 1.1.2 超细晶材料制备技术与大塑性变形工艺 |
| 1.2 等通道转角挤压技术研究进展 |
| 1.2.1 等通道转角挤压工艺发展概况及其原理 |
| 1.2.2 模具几何形状和工艺参数对细化效果的研究进展 |
| 1.2.3 ECAE新工艺研究进展 |
| 1.2.4 有限元数值模拟技术在ECAE领域内研究进展 |
| 1.2.5 等通道转角挤压技术在粉末冶金材料领域的研究现状及存在的问题 |
| 1.3 课题的来源、意义和研究内容 |
| 1.3.1 课题的来源和意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 可压缩性刚粘塑性热力耦合有限元方程的建立 |
| 2.1 粉末烧结材料的屈服准则 |
| 2.1.1 屈服条件的基本形式 |
| 2.1.2 屈服条件分析与评价 |
| 2.2 粉末体刚粘塑性变形力学的基本方程 |
| 2.3 可压缩刚粘塑性有限元方程建立基础 |
| 2.3.1 虚功原理 |
| 2.3.2 可压缩刚粘塑性材料的变分原理 |
| 2.4 可压缩刚粘塑性热力耦合有限元列式的建立 |
| 2.4.1 变形场有限元列式的建立 |
| 2.4.2 粉末体塑性成形过程中的传热学基本方程 |
| 2.4.3 粉末体塑性成形过程热传导有限元方程式的建立 |
| 2.4.4 热力耦合有限元列式的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 粉末多孔烧结材料 ECAE过程热力耦合有限元建模及模拟关键技术处理 |
| 3.1 几何力学模型建立 |
| 3.2 网格的生成及质量控制 |
| 3.2.1 单元质量的评定及网格自适应技术 |
| 3.2.2 网格重划分 |
| 3.3 多道次挤压过程场量的传递 |
| 3.4 粉末材料屈服准则的选取及相关物性参数的处理 |
| 3.4.1 粉末材料屈服准则 |
| 3.4.2 粉末多孔材料热力物性参数确定 |
| 3.5 摩擦边界条件的处理 |
| 3.6 相对密度的计算 |
| 3.7 热力耦合方程的求解及耦合技术路线的实施 |
| 3.7.1 变形场非线性方程组的解法及收敛准则 |
| 3.7.2 热传导有限元方程的求解 |
| 3.7.3 热力耦合技术路线处理 |
| 3.8 模具应力计算 |
| 3.9 粉末多孔材料等通道转角挤压热力耦合模拟系统建立与实现 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 纯铝粉末多孔烧结材料 ECAE二维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟研究 |
| 4.1 二维平面热力耦合有限元模型的建立 |
| 4.2 结果分析及讨论 |
| 4.2.1 挤压过程分析 |
| 4.2.2 等效应力分布规律 |
| 4.2.3 应变率分布特征 |
| 4.2.4 等效塑性应变分布 |
| 4.2.5 材料致密行为分析 |
| 4.2.6 温度场分布规律 |
| 4.2.7 试样的应力状态分布规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 粉末多孔烧结材料 ECAE过程模具结构与工艺参数的影响 |
| 5.1 模具几何形状的影响 |
| 5.1.1 模具内角的影响 |
| 5.1.2 模具外圆角的影响 |
| 5.1.3 模具内角圆弧影响 |
| 5.2 接触摩擦对挤压过程的影响 |
| 5.3 材料初始相对密度的影响 |
| 5.4 挤压温度影响 |
| 5.5 挤压速度的影响 |
| 5.6 多道次挤压工艺路径的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压过程三维有限元数值模拟及分析 |
| 6.1 三维有限元模型的建立 |
| 6.2 结果及分析讨论 |
| 6.2.1 三维有限元模拟结果及分析 |
| 6.2.2 摩擦对试样横向截面应变分布的影响 |
| 6.2.3 工艺路径B_A、B_C多道次挤压效果分析 |
| 6.2.4 挤压件损伤预测 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压实验研究 |
| 7.1 实验条件 |
| 7.1.1 实验模具结构设计 |
| 7.1.2 实验设备 |
| 7.1.3 实验毛坯制备 |
| 7.1.4 试样表面处理及润滑条件确定 |
| 7.2 实验方案 |
| 7.3 实验结果分析及有限元模拟结果的验证 |
| 7.3.1 单道次挤压光学金相组织分布特征及其与有限元结果对比 |
| 7.3.2 挤压件相对密度的测定及孔隙分布特征 |
| 7.3.3 显微硬度测定及其分布特征 |
| 7.3.4 挤压件损伤裂纹观测及分布特征 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压过程微观组织演变及机理分析 |
| 8.1 挤压材料内部结构电子显微分析 |
| 8.1.1 扫描电镜观察 |
| 8.2 致密机理研究 |
| 8.2.1 应力状态对致密效果的影响 |
| 8.2.2 等通道转角挤压过程的应力状态 |
| 8.2.3 挤压路径剪切变形模式对致密效果的影响 |
| 8.2.4 温度对致密效果的影响 |
| 8.3 粉末多孔材料ECAE过程组织演化 |
| 8.3.1 多道次挤压试件表面硬度 |
| 8.3.2 透射电镜观测 |
| 8.3.3 晶粒细化机理及影响因素 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 纯铝粉末多孔烧结材料等通道转角挤压改进工艺及分析 |
| 9.1 粉末包套—等通道转角工艺(PITS-ECAE) |
| 9.1.1 粉末包套—等通道转角挤压工艺(powder in tubes-equal channel angular extrusion，PITS-ECAE) |
| 9.1.2 PITS-ECAE实验及分析 |
| 9.1.2.1 PITS-ECAE实验 |
| 9.1.2.2 组织观察及演化 |
| 9.1.2.3 力学性能测试及强化机制 |
| 9.2 带反压等通道转角挤压工艺(equal channel anguler extrusion with back pressure，BP-ECAE) |
| 9.2.1 顶杆反压等通道转角挤压工艺 |
| 9.2.1.1 有限元分析模型 |
| 9.2.1.2 结果分析 |
| 9.2.1.3 顶杆反压工艺模具结构优化 |
| 9.2.1.4 实验验证 |
| 9.2.2 摩擦自滑块反压工艺 |
| 9.2.2.1 工艺原理及有限元分析模型 |
| 9.2.2.2 工艺效果分析 |
| 9.2.3 粘性介质反压工艺 |
| 9.2.3.1 工艺原理 |
| 9.2.3.2 工艺效果分析 |
| 9.2.3.3 工艺效果对比 |
| 9.3 本章小结 |
| 第十章 全文总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参与项目与发表论文 |
（9）铝/钢搅拌摩擦强形变诱导扩散行为及接头性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 铝/钢异种金属焊接难点分析 |
| 1.3 铝/钢异种金属FSW研究现状 |
| 1.3.1 焊具材料与结构设计 |
| 1.3.2 机械/能量辅助措施 |
| 1.3.3 工艺窗口与力学性能 |
| 1.3.4 焊缝成形与微观组织 |
| 1.3.5 铝/钢 FSW 接头的冶金结合 |
| 1.4 FSW过程中原子扩散研究现状 |
| 1.4.1 FSW界面原子扩散现象 |
| 1.4.2 FSW热力耦合特征 |
| 1.4.3 快扩散的提出 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 试验设备、材料及方法 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.2 接头形式与焊具设计 |
| 2.2.1 接头形式 |
| 2.2.2 焊具设计 |
| 2.3 微观组织分析 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 第3章 强形变诱导快扩散FSW焊具设计及效果验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 焊具结构设计 |
| 3.3 新型焊具效果评价 |
| 3.3.1 焊具几何结构 |
| 3.3.2 FSW过程的数理模型 |
| 3.3.3 计算结果与评价 |
| 3.3.4 焊具搭接效果评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 铝/钢搭接FSW接头界面特征及微观组织 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铝/钢搭接接头基本特征 |
| 4.2.1 宏观成形 |
| 4.2.2 铝侧显微组织特征 |
| 4.2.3 界面近域组织形貌 |
| 4.2.4 钢表层塑性变形组织与机制 |
| 4.2.5 界面层组织特征 |
| 4.3 界面硬度分析 |
| 4.3.1 显微硬度 |
| 4.3.2 界面层纳米硬度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铝/钢搭接FSW接头力学性能评价及预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 接头剪切性能与界面组织 |
| 5.2.1 焊接参数与剪切性能 |
| 5.2.2 焊接参数与金属间化合物 |
| 5.3 接头界面破坏行为 |
| 5.3.1 宏观断裂行为 |
| 5.3.2 失效路径多样性 |
| 5.3.3 接头DIC测试 |
| 5.3.4 接头断口分析 |
| 5.4 接头力学性能预测及优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 强形变诱导铝/钢界面扩散机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 强形变诱导快扩散现象 |
| 6.2.1 接头微观组织形态 |
| 6.2.2 界面层原子扩散行为 |
| 6.3 金属间化合物形成热力学 |
| 6.3.1 Gibbs自由能判据 |
| 6.3.2 Gibbs自由能估算方法 |
| 6.3.3 有效生成热模型 |
| 6.4 界面金属间化合物形成机制 |
| 6.4.1 界面颗粒复合结构演变行为 |
| 6.4.2 界面层结构演变行为 |
| 6.4.3 扩散动力学分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及来源 |
| 1.2 高温合金发展现状 |
| 1.2.1 镍基高温合金发展现状 |
| 1.2.2 单晶高温合金发展现状 |
| 1.3 本文主要内容及相关机理研究现状 |
| 1.3.1 刀具磨损机理研究 |
| 1.3.2 高速切削锯齿化切屑成型机理及几何表征研究 |
| 1.3.3 难加工材料热力特性研究 |
| 1.3.4 表面完整性研究 |
| 1.3.5 加工条件优化研究 |
| 1.3.6 单晶材料及合金切削加工性研究 |
| 1.4 课题研究意义及目前存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 Inconel718多晶高温合金铣削实验研究 |
| 2.1 实验条件及方案 |
| 2.1.1 Inconel718材料成分及物理性能 |
| 2.1.2 实验机床、刀具及微量润滑系统 |
| 2.1.3 实验检测方法 |
| 2.1.4 实验方案设计 |
| 2.2 基于铣削力和快速傅里叶变换的切削稳定性研究 |
| 2.2.1 快速傅里叶变换(FFT)的优越性 |
| 2.2.2 切削稳定性分析方法 |
| 2.3 Inconel718铣削表面完整性研究 |
| 2.3.1 Inconel718铣削表面质量研究 |
| 2.3.2 Inconel718铣削加工硬化研究 |
| 2.3.3 Inconel718铣削微观组织变化研究 |
| 2.4 刀具磨损对Inconel718铣削影响程度研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 DD5单晶合金铣削各向异性特征及刀具优选研究 |
| 3.1 实验条件及方案 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 研究内容 |
| 3.2 单晶合金铣削变形机理初步研究 |
| 3.2.1 基于派-纳力模型的单晶材料铣削变形机理研究 |
| 3.2.2 基于分子动力学仿真的单晶材料铣削变形机理研究 |
| 3.2.3 铣削力及表面质量各向异性研究 |
| 3.3 刀具磨损研究 |
| 3.3.1 涂层材料对刀具磨损的影响 |
| 3.3.2 冷却条件对刀具磨损的影响 |
| 3.4 DD5铣削槽底加工性研究 |
| 3.4.1 铣削表面质量 |
| 3.4.2 铣削加工精度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 DD5铣削加工切屑成型和力热特性研究 |
| 4.1 DD5切屑形态随铣削速度演化机制研究 |
| 4.2 DD5切屑成型过程有限元仿真 |
| 4.2.1 有限元模型建立 |
| 4.2.2 仿真结果及分析 |
| 4.3 DD5切屑毛边特性研究 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 铣削参数对毛边特性的影响 |
| 4.3.3 晶向条件对毛边特性的影响 |
| 4.3.4 冷却条件对毛边特性的影响 |
| 4.3.5 毛边形成机理 |
| 4.3.6 切屑缺陷 |
| 4.4 DD5铣削力热特性及影响因素研究 |
| 4.4.1 力热特性研究方法 |
| 4.4.2 铣削力信号特征识别 |
| 4.4.3 铣削力随切削线速度的演化机制 |
| 4.4.4 铣削温度场有限元仿真结果 |
| 4.4.5 铣削温度的实验研究 |
| 4.5 DD5加工质量随铣削速度的演化机制研究 |
| 4.5.1 DD5铣削表面质量的演化机制研究 |
| 4.5.2 DD5加工精度的演化机制研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 DD5铣削表面层损伤机制研究 |
| 5.1 DD5铣削加工表面缺陷研究 |
| 5.1.1 实验方案设计 |
| 5.1.2 表面缺陷研究 |
| 5.2 DD5铣削毛刺成型过程及影响因素研究 |
| 5.2.1 毛刺形成机理研究 |
| 5.2.2 铣削参数对DD5切削方向毛刺影响规律研究 |
| 5.2.3 DD5切削方向毛刺抑制方法研究 |
| 5.3 DD5铣削变质层特性研究 |
| 5.3.1 铣削诱导的典型DD5变质层特征 |
| 5.3.2 铣削诱导的DD5变质层抑制措施 |
| 5.3.3 DD5铣削表面加工硬化率影响因素研究 |
| 5.3.4 铣削诱导的DD5再结晶特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于水基微量润滑的DD5铣削冷却条件优化研究 |
| 6.1 实验方案设计 |
| 6.2 水基微量润滑喷管安装方式优化实验研究 |
| 6.2.1 切削液喷射方向对铣削加工性的影响 |
| 6.2.2 切削液喷射距离对铣削加工性的影响 |
| 6.2.3 微量润滑技术对工作空间空气质量的影响 |
| 6.3 基于响应曲面法的铣削及水基微量润滑参数交互效应研究 |
| 6.3.1 基于方差分析的变量显着性研究 |
| 6.3.2 铣削及水基微量润滑参数交互效应机理研究 |
| 6.3.3 DD5铣削加工性多目标预测及寻优 |
| 6.4 实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目与获奖 |
| 作者简介 |
四、EFFECTS OF SPECIMEN GEOMETRY ON DISLOCATION CHANNELING IN QUENCH-HARDENED ALUMINIUM CRYSTALS（论文参考文献）
- [1]S690QL钢激光-感应复合焊工艺研究[D]. 李立. 华中科技大学, 2019(01)
- [2]单晶镍基高温合金微铣削加工机理与工艺基础研究[D]. 高奇. 东北大学, 2018(01)
- [3]H13钢硬态切削显微组织演变及力学性能评定[D]. 李斌训. 山东大学, 2020(04)
- [4]选区激光熔化成形Inconel 718合金组织结构与力学行为研究[D]. 万宏远. 中国科学技术大学, 2020
- [5]中碳低合金钢渗氮与激光淬火复合改性层组织与性能[D]. 王祎雪. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
- [6]电-热-力耦合场下Al-Mg-Si合金的组织演变及强韧化机理研究[D]. 王艺橦. 吉林大学, 2020(08)
- [7]淬硬模具钢Cr12MoV高效高性能球铣加工机理研究[D]. 黄为民. 山东大学, 2018(02)
- [8]粉末多孔材料等通道转角挤压数值模拟及实验研究[D]. 周明智. 合肥工业大学, 2008(11)
- [9]铝/钢搅拌摩擦强形变诱导扩散行为及接头性能研究[D]. 万龙. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]镍基单晶高温合金铣削工艺基础问题与实验研究[D]. 李强. 东北大学, 2017(12)