高温服役材料激光冲击强化技术

序前言第1章 激光冲击强化技术 11.1 激光冲击强化技术的应用和发展趋势 31.1.1 激光冲击强化技术的国内外应用 31.1.2 激光冲击强化技术的发展趋势 41.1.3 激光冲击数值模拟的发展 51.2 激光冲击强化过程理论分析 71.2.1 激光辐照效应 71.2.2 材料对激光的吸收 81.2.3 激光对材料的加热 91.2.4 激光冲击波作用 111.2.5 Fabbro经典激光冲击模型 141.2.6 冲击波压力空间和时间分布 151.3 激光冲击的两种强化模型 161.3.1 非约束模型 171.3.2 约束模型 171.4 激光冲击强化微观组织机理基础 181.4.1 位错 181.4.2 晶界与晶粒 201.4.3 析出相与位错的相互作用 211.5 激光冲击强化有限元分析的理论基础 221.5.1 有限元法简介 221.5.2 激光冲击强化有限元分析 231.5.3 热释放温度场有限元分析理论 241.6 本章小结 26参考文献 26第2章 高温服役材料的疲劳安全寿命 292.1 疲劳寿命统计分析方法 292.1.1 作图法 302.1.2 解析法 302.2 材料疲劳安全寿命估算方法 312.2.1 单侧容限因数法 322.2.2 二维威布尔模型法 352.3 材料疲劳寿命估算方法比较 382.4 本章小结 38参考文献 39第3章 激光冲击强化对铝合金疲劳寿命的影响 403.1 7050-T7451铝合金激光冲击强化 413.1.1 7050-T7451铝合金材料的制备 413.1.2 7050-T7451铝合金的激光冲击处理 413.2 激光冲击对7050-T7451铝合金疲劳寿命的影响 423.3 7050-T7451铝合金疲劳安全寿命估算 443.3.1 单侧容限因数法估算结果 443.3.2 二维威布尔模型法估算结果 463.3.3 铝合金疲劳安全寿命方法确定 483.4 本章小结 49参考文献 49第4章 高温服役下镍基合金激光冲击力学性能提升 514.1 高温条件下激光冲击工艺 524.1.1 激光冲击材料与仪器的选择 524.1.2 激光冲击工艺参数的确定 534.1.3 高温条件下激光冲击工艺改进实施 554.2 激光冲击残余压应力高温释放 564.2.1 激光冲击诱导残余压应力的原理 564.2.2 镍基合金诱导残余压应力热释放的规律 584.2.3 残余压应力对材料裂纹扩展的影响 614.2.4 裂纹扩展FRANC2D/L数值模拟 634.3 激光冲击对镍基合金表面形貌及其粗糙度的影响 684.4 高温条件下镍基合金显微硬度变化 704.4.1 单光斑硬度分布 724.4.2 温度对合金表面显微硬度影响 724.4.3 温度对合金深度方向显微硬度影响 744.5 本章小结 78参考文献 78第5章 镍基高温合金应力场与热释放数值模拟 815.1 激光冲击强化过程有限元模型的建立 815.1.1 几何模型的创建 815.1.2 网格划分和网格单元选择 815.1.3 材料本构模型确定 825.1.4 冲击波压力载荷加载 835.1.5 边界条件和求解控制条件的选择 845.2 残余应力场的形成与分布 855.2.1 激光冲击波的传播 855.2.2 残余应力场分析 865.3 激光冲击参数对残余应力场的影响 875.3.1 功率密度对残余应力场的影响 875.3.2 激光冲击次数对残余应力场的影响 895.4 残余应力热释放分析 915.4.1 残余应力热释放数值模拟 915.4.2 残余应力热释放分析模型 945.5 本章小结 96参考文献 97第6章 激光冲击强化镍基高温合金性能研究 1006.1 镍基高温合金的激光冲击强化 1006.2 激光强化的残余应力场与中高温热释放 1016.2.1 激光强化诱导残余应力场 1016.2.2 高温合金残余应力热释放分析 1026.3 高温合金残余应力模拟与测量 1036.3.1 应力场与温度场的有限元分析过程 1036.3.2 残余应力模拟与测量结果对比 1046.4 镍基高温合金硬度热稳定性 1096.5 镍基高温合金显微组织热稳定性 1106.5.1 激光冲击强化镍基高温合金显微组织变化 1106.5.2 激光冲击强化处理微观组织的热稳定性分析 1136.6 本章小结 114参考文献 115第7章 激光冲击渗铝复合处理对耐热钢性能的影响 1177.1 激光冲击与渗铝复合处理 1177.1.1 渗铝工艺 1177.1.2 激光冲击渗铝复合处理工艺 1187.2 激光冲击渗铝复合处理对耐热钢组织性能的影响 1197.2.1 12CrMoV合金钢组织性能强化背景 1197.2.2 复合处理对12CrMoV组织性能的影响 120参考文献 125第8章 激光冲击渗铝复合处理对00Cr12高温力学性能的影响 1278.1 激光冲击渗铝复合处理对00Cr12力学性能的影响 1288.1.1 00Cr12的化学组成 1288.1.2 激光冲击强化与渗铝复合强化对00Cr12的性能影响 1298.2 本章小结 144参考文献 145第9章 激光冲击强化对00Cr12力学性能和高温疲劳寿命的影响 1479.1 激光冲击00Cr12常温高频疲劳分析 1479.1.1 00Cr12合金钢的制备 1479.1.2 00Cr12合金钢的激光冲击处理 1479.1.3 00Cr12合金钢的常温疲劳安全寿命估算 1489.2 激光冲击00Cr12高温疲劳分析 1529.2.1 激光冲击00Cr12合金钢的高温疲劳处理 1529.2.2 激光冲击和高温对00Cr12合金钢力学性能的影响 1539.2.3 00Cr12合金耐热钢的高温疲劳安全寿命估算 1549.3 本章小结 158参考文献 159第10章 激光冲击对6061-T651中高温条件下表面完整性的研究 16110.1 中高温条件下激光冲击对表面完整性的影响 16110.1.1 中高温条件下材料和设备的选择 16110.1.2 中高温条件下激光冲击参数的选择 16210.1.3 中高温条件下表面完整性方案 16310.2 激光冲击对铝合金表面形貌和粗糙度的影响 16410.2.1 表面粗糙度的评定测量 16410.2.2 激光冲击对铝合金表面粗糙度的影响 16510.3 激光冲击诱导残余应力分布及其中高温条件下的松弛机制 16710.3.1 激光冲击诱导残余应力的原理及其测定方法 16710.3.2 激光冲击对铝合金残余应力分布的影响 16810.3.3 铝合金残余应力松弛机制 17110.4 激光冲击微观硬度及其中高温条件下的强化机制 17310.4.1 不同温度条件下表面硬度分布 17310.4.2 不同温度条件下深度方向上的硬度分布 17410.4.3 中高温条件下的显微硬度强化机制 17610.5 本章小结 178参考文献 178第11章 激光冲击对6061-T651中高温条件下微观组织的研究 18011.1 中高温微观组织的成套测试设备 18011.1.1 微观组织试样的制备 18011.1.2 成套设备的组成 18111.2 析出相大小变化及其分布特征 18311.3 晶粒尺寸的变化 18611.4 激光冲击位错组态的演变 18911.5 本章小结 194参考文献 194索引 196

《高温服役材料激光冲击强化技术》是关于高温服役材料激光冲击强化技术的专著，总结了激光冲击强化技术在高温服役材料方面的应用和近期发展成果，较为系统地描述了激光冲击强化的基本理论，通过对各种合金材料在中高温服役环境下激光冲击强化处理的研究，介绍了激光冲击强化技术对中高温服役环境下关键件材料的表面完整性、疲劳寿命、力学性能、组织性能等的影响，充分反映了这项技术的先进性与实用性。