本书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。
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序
前言
第1章 激光冲击强化技术 1
1.1 激光冲击强化技术的应用和发展趋势 3
1.1.1 激光冲击强化技术的国内外应用 3
1.1.2 激光冲击强化技术的发展趋势 4
1.1.3 激光冲击数值模拟的发展 5
1.2 激光冲击强化过程理论分析 7
1.2.1 激光辐照效应 7
1.2.2 材料对激光的吸收 8
1.2.3 激光对材料的加热 9
1.2.4 激光冲击波作用 11
1.2.5 Fabbro经典激光冲击模型 14
1.2.6 冲击波压力空间和时间分布 15
1.3 激光冲击的两种强化模型 16
1.3.1 非约束模型 17
1.3.2 约束模型 17
1.4 激光冲击强化微观组织机理基础 18
1.4.1 位错 18
1.4.2 晶界与晶粒 20
1.4.3 析出相与位错的相互作用 21
1.5 激光冲击强化有限元分析的理论基础 22
1.5.1 有限元法简介 22
1.5.2 激光冲击强化有限元分析 23
1.5.3 热释放温度场有限元分析理论 24
1.6 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 29
2.1 疲劳寿命统计分析方法 29
2.1.1 作图法 30
2.1.2 解析法 30
2.2 材料疲劳安全寿命估算方法 31
2.2.1 单侧容限因数法 32
2.2.2 二维威布尔模型法 35
2.3 材料疲劳寿命估算方法比较 38
2.4 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 40
3.1 7050-T7451铝合金激光冲击强化 41
3.1.1 7050-T7451铝合金材料的制备 41
3.1.2 7050-T7451铝合金的激光冲击处理 41
3.2 激光冲击对7050-T7451铝合金疲劳寿命的影响 42
3.3 7050-T7451铝合金疲劳安全寿命估算 44
3.3.1 单侧容限因数法估算结果 44
3.3.2 二维威布尔模型法估算结果 46
3.3.3 铝合金疲劳安全寿命方法确定 48
3.4 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 51
4.1 高温条件下激光冲击工艺 52
4.1.1 激光冲击材料与仪器的选择 52
4.1.2 激光冲击工艺参数的确定 53
4.1.3 高温条件下激光冲击工艺改进实施 55
4.2 激光冲击残余压应力高温释放 56
4.2.1 激光冲击诱导残余压应力的原理 56
4.2.2 镍基合金诱导残余压应力热释放的规律 58
4.2.3 残余压应力对材料裂纹扩展的影响 61
4.2.4 裂纹扩展FRANC2D/L数值模拟 63
4.3 激光冲击对镍基合金表面形貌及其粗糙度的影响 68
4.4 高温条件下镍基合金显微硬度变化 70
4.4.1 单光斑硬度分布 72
4.4.2 温度对合金表面显微硬度影响 72
4.4.3 温度对合金深度方向显微硬度影响 74
4.5 本章小结 78
第5章 镍基高温合金应力场与热释放数值模拟 81
5.1 激光冲击强化过程有限元模型的建立 81
5.1.1 几何模型的创建 81
5.1.2 网格划分和网格单元选择 81
5.1.3 材料本构模型确定 82
5.1.4 冲击波压力载荷加载 83
5.1.5 边界条件和求解控制条件的选择 84
5.2 残余应力场的形成与分布 85
5.2.1 激光冲击波的传播 85
5.2.2 残余应力场分析 86
5.3 激光冲击参数对残余应力场的影响 87
5.3.1 功率密度对残余应力场的影响 87
5.3.2 激光冲击次数对残余应力场的影响 89
5.4 残余应力热释放分析 91
5.4.1 残余应力热释放数值模拟 91
5.4.2 残余应力热释放分析模型 94
5.5 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 100
6.1 镍基高温合金的激光冲击强化 100
6.2 激光强化的残余应力场与中高温热释放 101
6.2.1 激光强化诱导残余应力场 101
6.2.2 高温合金残余应力热释放分析 102
6.3 高温合金残余应力模拟与测量 103
6.3.1 应力场与温度场的有限元分析过程 103
6.3.2 残余应力模拟与测量结果对比 104
6.4 镍基高温合金硬度热稳定性 109
6.5 镍基高温合金显微组织热稳定性 110
6.5.1 激光冲击强化镍基高温合金显微组织变化 110
6.5.2 激光冲击强化处理微观组织的热稳定性分析 113
6.6 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 117
7.1 激光冲击与渗铝复合处理 117
7.1.1 渗铝工艺 117
7.1.2 激光冲击渗铝复合处理工艺 118
7.2 激光冲击渗铝复合处理对耐热钢组织性能的影响 119
7.2.1 12CrMoV合金钢组织性能强化背景 119
7.2.2 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00Crl2高温力学性能的影响 127
8.1 激光冲击渗铝复合处理对00&12力学性能的影响 128
8.1.1 00Crl2的化学组成 128
8.1.2 激光冲击强化与渗铝复合强化对00Crl2的性能影响 129
8.2 本章小结 144
参考文献 145
第9章 激光冲击强化对00Crl2力学性能和高温疲劳寿命的影响 147
9.1 激光冲击00Crl2常温髙频疲劳分析 147
9.1.100 Crl2合金钢的制备 147
9.1.200 Crl2合金钢的激光冲击处理 147
9.1.300 Crl2合金钢的常温疲劳安全寿命估算 148
9.2 激光冲击00Crl2高温疲劳分析 152
9.2.1 激光冲击00Crl2合金钢的高温疲劳处理 152
9.2.2 激光冲击和高温对00Crl2合金钢力学性能的影响 153
9.2.300 Crl2合金耐热钢的高温疲劳安全寿命估算 154
9.3 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 161
10.1 中高温条件下激光冲击对表面完整性的影响 161
10.1.1 中高温条件下材料和设备的选择 161
10.1.2 中高温条件下激光冲击参数的选择 162
10.1.3 中高温条件下表面完整性方案 163
10.2 激光冲击对铝合金表面形貌和粗糖度的影响 164
10.2.1 表面粗糙度的评定测量 164
10.2.2 激光冲击对铝合金表面粗糙度的影响 165
10.3 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 167
10.3.1 激光冲击诱导残余应力的原理及其测定方法 167
10.3.2 激光冲击对铝合金残余应力分布的影响 168
10.3.3 铝合金残余应力松弛机制 171
10.4 激光冲击微观硬度及其中高温条件下的强化机制 173
10.4.1 不同温度条件下表面硬度分布 173
10.4.2 不同温度条件下深度方向上的硬度分布 174
10.4.3 中高温条件下的显微硬度强化机制 176
10.5 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 180
11.1 中高温微观组织的成套测试设备 180
11.1.1 微观组织试样的制备 180
11.1.2 成套设备的组成 181
11.2 析出相大小变化及其分布特征 183
11.3 晶粒尺寸的变化 186
11.4 激光冲击位错组态的演变 189
11.5 本章小结 194
参考文献 194
索引 196
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