一、快速凝固合金涂层的温度场数值模拟及力学性能研究（论文文献综述）
焦鹏程[1]（2021）在《等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究》文中指出煤炭行业传统刮板输送机中部槽广泛采用Q235钢,由于Q235钢耐磨损性能较差,导致刮板输送机中部槽严重磨损而报废,不但影响煤炭企业生产效率,还给企业造成了较大的经济损失。采用等离子熔覆技术在中部槽表面熔覆一层耐磨涂层,不但可以延长中部槽使用寿命,还可对磨损较轻的中部槽进行修复,可有效解决煤炭行业因中部槽磨损而产生的停产和报废问题。因此,开展刮板输送机中部槽Q235钢表面耐磨涂层的制备技术的研究工作,提高Q235钢的力学性能和表面耐磨损性能,对于煤炭生产企业有重要的理论意义和工程应用价值。本文以Q235钢为基体,通过等离子熔覆改性FeCrSiVMn合金粉体,在Q235钢表面获得等离子熔覆改性涂层。通过机械混合的方式将不同含量的纳米CeO2（0 wt%、0.25 wt%、0.5 wt.%、0.75 wt%和1 wt%）加入FeCrSiVMn合金粉体中。借助纳米CeO2对熔覆合金涂层晶粒的细化和净化作用,进一步改善涂层的显微组织,提高涂层的综合力学性能。通过单因素试验优化确定改性熔覆涂层制备的工艺条件。采用X射线衍射仪分析涂层的相结构,采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察涂层的显微组织,采用扫描电镜能谱仪和氧氮仪定性和定量分析了涂层元素,测试涂层的摩擦系数、硬度、磨损失重和应力应变曲线,探究改性涂层制备工艺条件对涂层组织结构和力学性能的影响规律,揭示稀土氧化物对涂层晶粒细化的作用机理和力学性能的强化机制。结果表明:随着熔覆电流、离子气、保护气、送粉气和送粉量的增大,改性FeCrSiVMn合金熔覆涂层的摩擦系数和磨损失重呈现出先减小后增大的变化趋势,硬度呈现出先增大后减小的变化趋势。当电流为175 A、离子气为4.5 L/min、保护气为6.0 L/min、送粉气为5.0 L/min和送粉量为400 mg/s时,熔覆涂层的显微组织细小均匀,裂纹和气孔缺陷较少,熔覆涂层的往复摩擦系数最小,为0.666,平均硬度最大,为735.12 Hv,磨损失重最小,为0.0122 g。对纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的研究表明:随着纳米CeO2含量的增加,改性涂层中的晶粒由树枝晶变为等轴晶,晶粒的排列形式由长程有序变为短程无序。当改性涂层中CeO2添加量小于0.5 wt%时,涂层中的Ce、O、V三种元素结合在一起,形成钒酸铈离子化合物,并以第二相粒子的形式弥散分布在改性涂层的晶界处,产生弥散强化作用,同时Ce元素表现出良好的控O作用。当改性涂层中纳米CeO2的添加量大于0.5 wt%时,涂层中的晶粒又由等轴晶转变为树枝晶,排列方式由短程无序变为长程有序。而且熔池的流动性降低,Ce、V、O、Si四种元素同时出现在面扫能谱的同一位置上,形成了一种的硅酸盐离子化合物。当纳米CeO2的添加量为0.5 wt%时,改性熔覆涂层中等轴晶最多,且晶粒最小,改性涂层的往复摩擦系数最小且最稳定,表面平均硬度最大为759.69 Hv,磨损失重小为0.014 g,最大抗拉强度为1346 Mpa,氧含量为0.023%,铈含量为0.04%。涂层的综合力学性能最好。
李云峰[2]（2021）在《大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究》文中指出大型履带式工程车辆广泛应用于建筑、采矿、石油等工程领域。由于工作环境恶劣,驱动履带行走的主动轮齿圈齿面在伴有高冲击载荷摩擦力作用下,短期内出现严重磨损现象,现有的齿面感应淬火工艺已无法满足工作需要。为了解决齿面短期失效问题,提升轮齿服役周期,论文以大型齿圈常用的ZG42CrMoA材料为研究对象,以提高该材料表面耐磨性能并改善抗冲击与耐腐蚀性能为研究目标,采用激光熔覆技术开展了涂层材料选择和基础工艺优化、耐磨颗粒选配、稀土元素调控、脉冲激光熔覆影响、复合涂层设计与制备以及齿圈齿面激光熔覆工艺等研究工作,取得如下主要研究结果:（1）为提升主动轮齿圈齿面耐磨耐冲击性能,设计了一种包含界面连接层、增韧层与耐磨层的“三明治”夹层式复合结构涂层。界面连接层连接熔覆涂层与基材,为消除铸钢基材气孔、夹杂等冶金缺陷,采用大稀释率制备,有利于缺陷的排除,在界面形成良好冶金结合。增韧层用于缓冲外力作用,增强涂层耐冲击性能。耐磨层用于提升涂层的耐磨性能。增韧层与耐磨层以交替层叠方式制备。选择韧性与润湿性俱佳的Ni201粉末作为连接层与增韧层的材料。由于Ni45合金具有相对良好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能,因此将其作为耐磨层主体材料,通过添加WC颗粒增强耐磨性,添加稀土提升耐冲击性。（2）采用数值模拟与工艺试验相结合的方法,获得了激光熔覆过程的最佳载粉气流量为600 L/h。在此基础上通过正交试验分析方法,针对激光熔覆的激光功率、扫描速度与送粉量进行优化选择,得到Ni45涂层与Ni201涂层的最佳激光熔覆工艺参数,即Ni45涂层采用2100 W激光功率、300 mm/min扫描速度、8.87 g/min送粉率;Ni201涂层采用2700 W激光功率、300 mm/min扫描速度、4.72 g/min送粉率。采用上述参数进行多道搭接优化试验,得到40%的最佳搭接率。通过300℃的预热缓冷处理解决了40%搭接率涂层的开裂问题。（3）为提高激光熔覆Ni45涂层的耐磨性能,研究了微米与纳米两种尺度WC颗粒对涂层组织与性能的影响。由于微米WC颗粒具有较高的硬度和较低的粘着键形成几率,因而具有良好的抗粘着磨损特性,能有效提高Ni45涂层的耐磨性能。但具有较高脆性的WC颗粒会在涂层中形成高应力集中点,使Ni45涂层的耐冲击性能明显下降。而纳米WC颗粒尺寸小、比表面积大,会附着在固液界面前沿阻碍晶粒生长,从而使涂层组织得到显着细化。在提升涂层耐磨性的同时,耐冲击性及耐腐蚀性也得到显着改善。相比于Ni45涂层,添加10 wt.%纳米WC后,涂层磨损率降低53.17%,冲击韧性提高13.4%,腐蚀电流密度降低34.12%。（4）为改善激光熔覆Ni45涂层的耐冲击性能,研究了稀土钇及其氧化物对涂层组织与性能的调控作用。纯钇能抑制晶粒生长,从而细化涂层组织,但也会产生许多硬质析出相。由于硬质相在涂层内会成为应力集中点,在冲击力作用下会增加涂层开裂倾向,进而限制涂层耐冲击性的提高。同时,硬质相会增加Cr元素析出量,加剧涂层贫Cr现象,进而不能显着提高涂层耐腐蚀性。由于氧化钇难熔且不与其他金属发生反应,阻碍晶粒生长的同时,还会成为异质形核质点,因此能有效细化涂层组织并抑制硬质相析出,缓解涂层的应力集中与贫Cr现象,提高涂层耐冲击与耐腐蚀性。相比于Ni45涂层,添加0.4 wt.%氧化钇的涂层磨损率仅降低2.86%,冲击韧性提高53.8%,腐蚀电流密度降低56.24%。（5）为进一步调控Ni45涂层的综合性能,分析了脉冲频率对涂层组织与性能的影响机制。脉冲激光使熔池具有更大的温度梯度与冷却速率,因此可以有效细化组织并减少硬质相析出。相比于连续激光熔覆层,脉冲频率为80Hz的涂层磨损率降低26.63%,冲击韧性提高29.94%,腐蚀电流密度降低40.08%。（6）综合前述最优工艺分别制备了匀质和夹层式两种结构的复合涂层。结果表明:匀质复合涂层组织细化均匀,富W与富Cr相尺寸与数量较小。夹层式复合涂层中的增韧层晶界富集Mo元素,能有效阻碍Cr元素扩散。匀质复合涂层磨损率与腐蚀电流密度较基材降低76.94%和87.98%,较高频淬火基材降低72.80%和92.71%。夹层式复合涂层具有最优异的耐冲击性能,较匀质复合涂层与高频淬火试样分别提高8.21%和14.67%。（7）设计了大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具。该工装结构简单,能快速安装定位,运动稳定,并能实现齿圈和送粉头的联动。根据齿圈和送粉头的运动轨迹控制方法在齿面制备了均匀等厚的夹层式复合涂层。通过有限元模拟方法对比分析了高频淬火、激光熔覆匀质和夹层式复合涂层三种齿面与履带销在冲击和摩擦过程中的应力分布状态。相比于高频淬火和激光熔覆匀质涂层,由于夹层式复合涂层中的增韧层在冲击和摩擦过程中会发生微观塑性变形,从而分散涂层内部应力,有效缓解齿面的应力集中,因此该涂层在保证优异耐磨性能的同时,可获得良好的耐冲击性能。
郭玲玉[3]（2020）在《脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响》文中研究说明铁基非晶合金具有强度高、耐腐蚀性能好、软磁性能优异等特点,在电力电子行业应用广泛。如何通过外场作用改善铁基非晶合金的组织结构,从而提高其服役性能,是国内外的研究热点。脉冲激光表面处理技术具有加热冷却快、精度高、变形小、柔性好等优点,在铁基非晶合金表面改性方面具有着广阔的应用前景。本文采用了物理实验和数值模拟相结合的方法,研究了脉冲激光处理对铁基非晶合金表面形貌、微观结构和典型服役性能的影响规律。本文取得的主要结果如下:（1）分析了脉冲激光功率对Fe78Si9B13非晶合金表面形貌、组织结构以及非等温晶化行为的影响:①脉冲激光处理后的Fe78Si9B13非晶合金表面呈现为中间凹陷、两边凸起的冠状形貌。当脉冲激光功率从10 W增加至30 W时,激光处理斑点尺寸逐渐变大,同时形状变得不规整,且飞溅现象趋于明显。②不同功率脉冲激光处理后的Fe78Si9B13非晶合金均保有较高的非晶含量,其X射线衍射（XRD）图谱仍表现为典型的非晶漫散射峰。通过透射电镜（TEM）和小角X射线散射（SAXS）综合分析,发现Fe78Si9B13非晶合金表面形成了少量无序度更高的新非晶相;同时在热影响区有纳米晶析出,在功率为10 W和20 W时以a-Fe（Si）相为主,而在功率为30 W时a-Fe（Si）和Fe-B相均有析出。③发现脉冲激光处理后非晶合金的热稳定性增强、形核激活能和长大激活能均增加、形核指数降低,表明处理后非晶合金的晶化难度增加,这可归结为无序度更高的新非晶相的形成。特别是,在功率为20 W时非晶合金的晶化激活能最大。此外,Fe78Si9813非晶合金第一晶化峰的晶化机制分析表明,晶化过程的前半部分符合Johnson-Mehl-Avrami（JMA）模型,后半部分符合 Normal-Grain-Growth（NGG）模型。（2）分析了脉冲激光功率对Fe78Si9B13非晶合金耐腐蚀性和软磁性能的影响:①发现较低功率（10W和20W）脉冲激光处理时,Fe78Si9B13非晶合金的耐蚀性得到了显着改善,腐蚀电位分别提升了 0.02V和0.06 V;然而,当功率增加至30W时,其耐蚀性恶化,腐蚀电位降低了 0.06V。相对于原始样品,脉冲激光处理样品的点蚀电位都有所提升,分别提升了 0.04 V、0.12V和0.10V。脉冲激光处理前后非晶合金腐蚀性能的变化可归因于表面Si原子的分布状态,脉冲激光处理促进了 Si向非晶合金表面高能位点富集,使得表面Si含量较高,易形成稳定的SiO2钝化膜,在腐蚀过程中产生了积极影响;而在功率为30 W时,表面较多的飞溅液滴为腐蚀提供了更多的活性位点,导致其具有较高的腐蚀倾向。②发现不同功率脉冲激光处理均能显着改善Fe78Si9B13非晶合金的软磁性能。功率为20 W时,饱和磁化强度最高（提升了 4.7 emu/g）,这主要是由于非晶合金内部发生了 fcc团簇结构到bcc团簇结构的转变;当功率增加至30 W时,由于Fe-B相的析出,导致其饱和磁化强度略有降低。（3）建立了脉冲激光处理Fe78Si9BI3非晶合金的传热和流动耦合模型,研究了处理过程中的温度场、流场和压力场的瞬态分布规律,揭示了传热传质行为对表面形貌和组织结构的影响:①发现脉冲激光处理后Fe78Si9B13非晶合金表面呈现的冠状形貌主要归因于反冲压力和表面张力的综合作用。反冲压力促使熔池内熔体从中心向四周流动,使得内部下凹;而表面张力引起的马兰戈尼效应促使熔池边缘产生涡流,使得四周上凸。②发现熔体最大流动速度和最大压力随着脉冲激光功率的增加而增大,使得熔池逐渐失稳、产生飞溅现象。当功率为10 W时,无飞溅产生;而当功率增加至20 W和30 W时,熔池四周产生了大量飞溅,与实验结果相一致。③阐明了新非晶相形成的热力学条件,从固相线温度至晶化温度区间内,熔池表面冷却速率可达107 K/s量级。④解释了低功率时只有a-Fe（Si）相析出而高功率时a-Fe（Si）相和Fe-B相同时析出的现象。发现随着脉冲激光功率的增加,热影响区峰值温度增加,晶化温区范围随之增大,导致非晶合金具有更强的晶化敏感性。（4）分析了脉冲激光处理时外加磁场对Fe78Si9B13非晶合金结构和性能的影响:①发现外加磁场可以致使熔体飞溅,其原因是外加磁场与感应电流产生的洛伦兹力会导致液态金属内部产生扰动,增加了熔池内流体的流速。②与无磁场时类似,外加磁场未导致Fe78Si9B13非晶合金明显晶化,XRD图谱仍表现为典型的非晶漫散射峰;但是外加磁场增强了 Fe78Si9B13非晶合金的晶化敏感性,使得热影响区形成了更多的纳米晶。③外加磁场使得Fe78Si9B13非晶合金的热稳定性降低、晶化激活能降低,主要是由于外加磁场辅助作用促进了 a-Fe（Si）相的形核及长大。④外加磁场作用会降低Si原子向非晶合金表面高能位点富集,减弱SiO2膜形成,在一定程度上削弱其耐蚀性。⑤当外加磁场强度为514Gauss时,非晶合金的软磁性能可以得到改善,主要原因非晶合金内部发生了fcc团簇结构到bcc团簇结构的转变;但外加磁场强度较大时（1642 Gauss）,其饱和磁化强度有所降低,主要是由于随着a-Fe（Si）纳米晶的析出,残余非晶基体中的B含量过高,不利于饱和磁化强度的增加。
聂学武[4]（2020）在《超声辅助激光熔覆WC/IN718复合涂层组织及性能研究》文中研究表明激光熔覆由于热输入低、冷却速度极快、基材变形小、界面冶金结合良好等优点,在机械零件修复领域中得到了广泛应用。但在制备WC/IN718复合涂层时,WC陶瓷颗粒和IN718镍基合金粉末热物性差异较大,导致激光熔覆复合涂层气孔、裂纹等缺陷数量也剧增,熔覆层的裂纹敏感性增加。本文以IN718镍基高温合金为研究对象,利用超声能场诱导的空化效应、声流强化效应以及热效应对激光熔覆的熔池凝固过程、组织缺陷进行调控,改善WC/IN718复合涂层的显微硬度与耐磨损性能。论文的主要内容和成果如下:（1）根据超声学、金属快速凝固以及激光熔覆等相关理论,分析超声的空化效应、声流强化效应以及热效应对熔池凝固过程的影响机制。研究超声振动下熔池凝固过程晶粒细化的机理,探索超声空化形核增殖理论和超声枝晶破碎理论对晶粒细化的作用,阐明超声波作用下WC陶瓷颗粒在熔池中的运动机制。（2）基于多目标综合评分法,进行激光熔覆工艺参数优化,以激光功率、扫描速度、送粉率为因素,以熔覆层的稀释率和成形系数为评价指标,设计激光熔覆正交实验,获得优化工艺参数组合。利用ANSYS软件建立激光熔覆有限元分析模型,开展温度场数值模拟,验证模拟得到熔覆层稀释率和成形系数和实验结果的一致性。同时,建立不同超声振幅下超声辅助激光熔覆涂层的数值分析模型,揭示超声振幅对熔池温度场及温度梯度的影响规律。（3）自主搭建超声辅助激光熔覆装置,并开展实验研究。通过超景深三维显微镜、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪等试验设备,分析超声辅助前后激光熔覆复合涂层的显微组织及物相组成,探讨不同超声振幅下熔池中WC颗粒的分布规律。采用显微硬度仪研究不同超声振幅作用下复合涂层顶部、中部与底部区域的显微硬度变化规律。采用高温摩擦磨损仪分析超声振动对激光熔覆复合涂层高温摩擦磨损性能的影响规律,揭示超声能场对激光熔覆复合涂层组织与性能的改善机理。
李彦洲[5]（2020）在《铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层研究》文中进行了进一步梳理表面改性是提升铝合金零件表面耐磨和耐腐蚀性能的主要手段,激光沉积是一种用于制备性能优异涂层的重要改性技术。但传统涂层材料,如铁基、镍基和钴基等合金,相对于铝合金具有较高熔点,且此合金系统与铝元素（Al）具有较负的混合焓,导致在激光沉积过程中,基材中Al会上浮至熔池,与上述材料反应后易生成硬脆金属间化合物。硬脆相出现会严重影响涂层成形质量和使用性能。因此,铝合金表面制备性能优异涂层一直是激光沉积领域的技术难题。针对这一问题,提出以高熵合金这一新兴材料作为涂层,以抑制由基材稀释行为引起的硬脆相产生为出发点,基于对工艺与成分优化及其性能调控机理的探索,研究在铝合金表面直接激光沉积制备耐磨耐腐蚀性涂层技术。主要研究结果如下:（1）基于对合金体系的混合熵、混合焓和原子半径差等相结构判定参数的计算,设计了适用于铝基表面改性的AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层成分。在连续激光沉积试验中发现,采用Φ=1.2 mm光斑直径进行激光沉积可减少涂层开裂倾向。结合信噪比分析和逼近理想值法对涂层的稀释率和接触角优化,响应的最优值贴近度可由0.5389增加到0.5647。涂层生成了FCC1+FCC2+BCC简单相结构,未生成复杂相结构金属间化合物。涂层的平均硬度为509 HV0.2,但结合强度仅为100.4 MPa。（2）为改善涂层与基材结合质量,采用脉冲激光模式,通过调整占空比和脉冲频率对涂层凝固行为和组织结构进行调控。在激光功率为1850 W、脉冲频率50 Hz、占空比70%、扫描速度120 mm/min、送粉率5.6 g/min条件下制备的涂层呈现FCC1相结构,底部和中部枝晶组织细化。涂层结合强度为171.9 MPa,相比连续激光条件下提高了31.3%。在上述工艺条件下,基于有限元模拟和高速摄像分析,揭示了脉冲频率对涂层表面成形质量的影响机理。当频率小于30 Hz时,由于各单位脉冲激光下形成的熔池以固液界面形式搭接,较高的温度梯度使熔池冷却时内部会产生极大拉应力,导致涂层易产生裂纹;当频率大于50 Hz时,熔池过低的平均温度使其难以在基材表面润湿铺展,涂层易形成叠高且两侧出现沾粉和球化。频率在30 Hz和50 Hz之间,能够同时保证熔池具有合理的温度梯度和良好润湿铺展性,形成具有优异几何形貌和成形质量的涂层。（3）为提升涂层耐磨和耐腐蚀性,基于高熵合金物相调控机制,研究了AlCrFeCoNiCu系高熵合金中主组分占比对涂层组织与性能的影响。当Al原子比小于0.5时,涂层以FCC1为主相;随着Al含量升高,涂层转变为BCC1+BCC2+FCC1相;当Al原子比大于1时,涂层出现FCC2相,FCC1相消失。BCC相可有效阻碍微凸体对涂层的微切入和微剪切,因此涂层耐磨性随Al增多而增强,磨损机制由分层断裂和黏着磨损转变为磨粒磨损和黏着磨损。但当Al含量提高至1.8时,涂层在磨损过程中发生脆性脱落使其耐磨性降低。在3.5%NaCl溶液中,涂层耐腐蚀性随Al含量增加先增大后减小,富铜FCC1相为易腐蚀相,Al0.8CrFeCoNiCu涂层耐腐蚀性最优。AlxCrFeCoNiCu高熵合金柯西压力和Paugh比的计算结果表明,Al原子比超过1时合金演变为脆性材料;体积模值、切变模值和杨氏模量计算结果表明,Al含量增多会提高合金的强度。综合上述试验与分析,Al0.8CrFeCoNiCu性能较为均衡,原子比0.8为优化的Al含量。（4）为进一步提高涂层耐腐蚀性能,对Cu含量进行了优化。Cu含量增多能促进涂层FCC1相形成,减少涂层裂纹敏感性,但也降低了其耐腐蚀性。适当降低Cu含量可减小其在晶间偏析程度,促使涂层腐蚀行为由Cu偏析引起的局部晶间腐蚀转变为由Al活性溶解引起的局部点蚀。Cu原子比在0.5时既可改善涂层韧性,又可兼具较好的耐腐蚀性。（5）为进一步调控高熵合金涂层综合性能,对添加不同含量Ti、Si、B的AlCrFeCoNiCu系高熵合金进行了研究。少量添加Ti元素未明显提升涂层力学和耐腐蚀性能,而当Ti添加量大于0.5原子比时,涂层会形成Laves相,可明显提高涂层硬度,但也降低了其耐腐蚀性。由于在快速冷却条件下,过冷熔体中金属间化合物相孕育时间高于固溶体相,因此相比于出现Cr3Si相的铸态Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.5高熵合金,沉积态Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.5高熵合金仅呈现简单相结构。Si可促进涂层共晶组织形成,B可引起硼化物产生,适当增加Si和B含量可改善涂层耐磨性能。但由第二相硼化物引起的微区电偶效应和破坏钝化膜连续性行为,导致B元素添加反而降低了涂层耐腐蚀性。在满足涂层与基材具有良好结合质量的前提下,Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.3高熵合金具有最优的硬度、耐磨和耐腐蚀性,可作为铝合金表面激光沉积改性的最优涂层成分。
屈海艳[6]（2020）在《模具钢表面激光熔覆修复机制及组织与性能的研究》文中指出针对熔覆层表面易开裂和热作模具工作面受较大的循环冲压载荷和摩擦磨损等因素导致的模具磨损失效问题,本文结合激光熔覆和激光重熔的特点,在激光熔覆制备熔覆层的基础上,结合激光重熔的方法,进一步提高熔覆层力学性能,改善熔覆层开裂。通过数值模拟结合实验研究对Ni50A熔覆层温度场、显微组织性能以及熔覆层裂纹形成机制开展研究,为裂纹抑制提供理论指导,具体工作及主要结论如下:（1）借助有限元分析软件ANSYS对激光熔覆过程中的单道激光熔覆以及多道搭接激光熔覆温度场进行了分析,获得了不同激光工艺参数对温度场的影响规律,对模型的合理性进行了相应的实验对比验证,熔池形貌对比验证结果表明,实验熔池和仿真熔池形貌基本一致,仿真熔池深度略大于实验熔池深度,实验熔宽和仿真熔宽更加接近,实验值和模拟值之间的误差小于5%。熔覆层截面YZ平面组织对比验证结果表明,YZ平面组织实验结果和仿真结果基本一致,验证了模型的合理性。（2）通过单因素实验探索了工艺参数对熔覆层裂纹敏感性的影响,在激光器允许使用的功率范围内,随着激光功率的增加,裂纹的数量和总长度随之下降;而随着扫描速度的提高,裂纹数量及裂纹总长度均明显增加。此外,在一定范围内（-5mm≤f≤+5mm）,离焦量绝对值越大熔覆层开裂敏感性越高,并且负离焦工艺下获得的熔覆层裂纹敏感性低于正离焦工艺下获得的熔覆层。（3）对Ni50A熔覆层裂纹形成机制进行了研究,研究发现Ni50A熔覆层主要包含以下三种类型的裂纹:缺陷聚集导致的热裂纹,成分偏析导致的裂纹及液化裂纹。在激光熔覆工艺的基础上,利用激光参数和工艺优化方法,在H13钢基体表面获得了表面无裂纹熔覆层。实验结果表明,激光重熔熔覆层底部组织更加均匀细密,析出相尺寸减小分布更均匀,元素偏析程度及熔覆层开裂敏感性得到了较强抑制。（4）Ni50A熔覆层的主要组织由γ-（Ni,Fe）固溶体基体相和强化相组成,强化相主要为Ni3Si2、Ni6Si2B1、Cr23C6、Cr B2和Cr B等,随着扫描速度的增加,硼化物种类增加,析出相含量减少。低扫描速度工艺制备的熔覆层中,熔覆层底部分布有大量的层片状的共晶组织以及颗粒状组织,局部有少量的柱状树枝晶。随着扫描速度的提高,熔覆层组织生长形态改变,菊花状共晶组织消失,界面组织由胞状晶转变为平面晶,熔覆层底部组织由大量柱状晶、树枝晶和少量胞状晶组成。（5）当其它工艺参数不变时,在一定范围内,熔覆层硬度随扫描速度的提高而降低,当扫描速度小于等于1.5mm/s时,熔覆层磨损体积最小,熔覆层耐磨性能最高可增加到同磨损条件下基材的5倍。随着扫描速度的增大,磨痕深度先减小后增加,磨痕宽度呈先增加后减小的趋势,而磨损机制由轻微的磨粒磨损逐渐向粘着磨损、剥层磨损转变。（6）施加激光重熔工艺后（激光重熔功率小于或等于激光熔覆功率时）熔覆层底部组织主要为大量的量细小的硬质相颗粒弥散分布在γ-（Ni,Fe）基体中,硬质相分布更加细小均匀,裂纹扩展阻力增加。此外,当激光重熔功率低于激光熔覆功率时,熔覆层中硬质相和组织均得到细化,重熔层横截面平均硬度提高了5.8%。
畅泽欣[7]（2020）在《激光增材制造锆基块体非晶合金的成形机制与组织性能研究》文中认为块体非晶合金具有比相同成分的晶态合金更加优异的物理、化学及力学性能,这使得非晶合金材料广泛应用在航空航天、汽车工业、光学元件、生物医学等领域。目前采用传统技术制备块体非晶合金时,由于存在临界冷却速度和尺寸的限制,从而会制约其作为结构材料和功能材料的广泛应用。激光增材制造技术结合了激光快速加热、快速冷却的特点和增材制造设计自由、材料利用率高及制备复杂结构能力的特点,为突破块体非晶合金尺寸受限提供了一种潜在的途径。本文采用激光增材制造技术,基于点-线-面-体成形模型,研究了块体非晶合金一体化成形机理,并在此基础上探索了大尺寸块体非晶合金的力学性能。论文基于点-线-面-体成形模型,利用ABAQUS数值模拟方法,研究了激光增材制造块体非晶合金的成形过程中不同微区（熔池区、重熔区和热影响区）的热历史发展。发现由于不同微区在不同的熔池累加重叠方式下,受到的热历史不同,导致冷却速度和晶化趋势不同;在数值模拟脉冲激光和连续激光增材制造块体非晶合金成形过程中,不同微区的冷却速度都远远超过非晶合金成形需要的临界冷却速度,因此采用激光增材制造技术理论上可以实现不受尺寸限制的块体非晶的成形。采用了递进式块体非晶合金成形研究方法,分别研究了非晶微区的原位成形,温度干涉区的非晶合金成形,块体非晶合金的成形。发现单熔池的非晶成形是块体非晶合金成形最重要的因素;温度干涉区包括重熔区和热影响区,由于受到重熔效应和结构弛豫的影响,会出现不同程度的晶化现象;制备的块体非晶合金厚度为1.6 mm,非晶率随着沉积层数的增加而增加,并且块体非晶合金呈现优异的耐腐蚀性能与微纳力学性能。利用激光增材制造技术制备了非晶率达82.5%的锆基块体非晶合金,结合ABAQUS数值模拟研究,发现采用基材为纯锆板,原材料为非晶态粉末时,制备的块体非晶合金熔池区可以形成完全非晶状态;重熔区受到重熔效应的影响,出现了少量的晶化,组织由非晶基体与少量纳米晶Al5Ni3Zr2复合组成;热影响区在成形过程中经历了至少四次有效热循环,出现了严重的晶化现象,组织由非晶基体、树枝晶Cu Zr和大量的纳米晶Al5Ni3Zr2组成。明晰了激光加工工艺与激光扫描策略对块体非晶合金成形的影响规律。在不同激光工艺参数和激光扫描策略条件下,制备的块体非晶合金接近完全非晶状态;当激光能量较低（40 W/60 W）时,沉积层的致密度较低;优化后的激光加工参数是激光能量为100 W,激光扫描速度为2500 mm/s,层间旋转角度为67°,块体非晶合金致密度最大,组织最均匀,而且表现出优异的微纳力学性能。实现了接近完全非晶状态、尺寸为15 mm×15 mm×10 mm的Zr50Ti5Cu27Ni10Al8大块非晶合金的激光增材制造。不同制造方向的室温拉伸测试结果表明,水平方向非晶合金的平均抗拉强度仅为467 MPa,这可能是由于材料中存在少量的成形缺陷导致的,其拉伸断裂方式为正应力断裂,无塑性变形,拉伸断口形貌包括河流状花样和解理台阶。不同制造方向的室温压缩测试结果表明,两个方向的平均抗压强度可以达到1465 MPa,其压缩断裂方式为剪切断裂,呈现少量的塑性变形,压缩断口形貌包括脉状花样、韧窝花样和解理台阶。
俞晓文[8]（2020）在《超声振动在激光熔覆成形中的作用机制及其建模方法》文中认为高性能金属构件的制造是重大装备制造业基础,对关键金属构件实现增材制造和再制造有助于我国的制造业转型升级和资源集约利用。激光熔覆技术是一种利用高能激光束将粉末熔化并在基体表面凝固成形的先进制造技术,是激光增材制造和激光增材再制造技术的基础。传统激光熔覆受材料和设备的限制常存在气孔、裂纹、应力集中等现象,多能场复合激光制造已成为重要趋势。为此,本文在国家自然科学基金（51705460）和浙江省重点研发计划（2019C04004）的资助下,将超声振动引入激光熔覆过程,针对超声能场在金属成形中的作用机制,通过数值模拟技术和实验手段开展研究,为超声振动辅助激光熔覆中的控形控性提供新的思路。本文首先分析了空化泡在熔体中的受力状况,开展了单空化泡形态演变数值模拟研究,对声空化在熔池中的作用机制进行了预测。然后,采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件通过流体传热、层流、变形几何和压力声学模块建立了超声振动辅助激光熔覆数值模型,开展了数值模拟研究。最后,进行了超声振动辅助激光熔覆316L不锈钢实验,结合数值模拟得到的凝固特征参数和金相组织对超声能场在激光熔覆中的作用机制进行了研究,采用维氏硬度计和电化学工作站对超声振动辅助激光熔覆成形熔覆层的性能进行了测试。本文的主要研究工作和研究结论如下:（1）建立了超声振动辅助激光熔覆多物理场数值模型。通过压力声学计算得到的熔池声压梯度以源项方式引入到Navier-Stokes方程,将声场、温度场和流场耦合,并结合实际设置了模型的边界条件和材料热物理参数,进行了数值模拟研究。（2）超声振动对激光熔覆层几何形貌有显着影响。施加超声振动后熔高减小、熔宽增加,熔覆层润湿角减小,且在一定范围内随着超声功率的增加这种趋势更加显着。润湿角的减小可以提高熔覆层外轮廓面上单位曲面吸收的能量密度,同时也使得熔体更好的填充熔覆层底部角落,降低了多道搭接时的气孔发生率。（3）根据声空化模型预测可知:空化泡在溃灭瞬间会产生指向熔池边缘糊状区的射流,射流会对初生枝晶以及刚形成的固态结晶网产生冲击压力,经分析可知合适的超声强度能够造成初生枝晶的折断或固态结晶网的破碎,形成许多细小晶粒,细小碎晶弥散分布在熔池中成为形核点使得晶粒细化。此外,通过实验得到的金相组织明显观测到中部粗长树枝晶变得短小且无序生长。（4）超声振动辅助激光熔覆技术可以适当提高熔覆层的性能。在本文使用的工艺参数下相较于未施加超声振动得到的熔覆层其显微硬度在功率比为45%提高最多,提高了23.26%;耐蚀性实验结果表明:在合适的超声功率作用下涂层的自腐蚀电位提高、腐蚀电流密度降低,表明其发生腐蚀的倾向性减小,腐蚀速率减缓。分析其原因为超声振动使得冷却速率加快,造成晶粒细化使得熔覆层性能得到提高。
齐超琪[9]（2020）在《TC4表面激光熔覆FeCoCrNi高熵合金组织与性能研究》文中指出高熵合金作为一种新型多主元合金材料,因其具有高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应等,能够显着改善材料表面性能,可以有效解决目前飞机襟翼滑轨TC4钛合金结构因磨损而失效的问题。同时,激光熔覆技术凭借其高利用率与高性能等优点,被广泛应用于钛合金结构件表面的修复与强化。但目前关于激光熔覆高熵合金的研究尚处于起步阶段,仍存在诸多有待探索的技术难点。本文采用激光熔覆技术在TC4表面制备了FeCoCrNi高熵合金层,研究了高熵合金熔覆层组织形成与性能强化机理,探讨了比能量-组织-力学性能之间的关联性规律。首先,本文开展了FeCoCrNi高熵合金激光熔覆初步实验与温度场建模仿真。在TC4表面制备了高熵合金激光熔覆层,通过观察熔覆层横截面形貌,对温度场热源模型的准确性进行验证。基于上述试验校核后的热源,建立了FeCoCrNi高熵合金激光熔覆有限元模型,并对其温度场进行仿真求解。借助温度场模拟结果,对不同工艺参数下高熵合金激光熔覆过程的基体熔化量与熔池形貌进行分析,获得最优比能量范围以指导后续工艺实验。其次,本文重点研究了FeCoCrNi高熵合金熔覆层微观组织及形成机理。在温度场仿真结果的指导基础上,制备了TC4表面FeCoCrNi熔覆层。研究了熔覆层组织形成机理以及元素分布规律,探讨了比能量对亚晶尺寸与微观组织的影响。结果表明:高熵合金熔覆层主要由FCC相与BCC相组成,有少量Fe-Cr相与Laves相析出。随着比能量增大,FCC相向BCC相的转变逐渐加剧,且Laves相析出明显。此外,本文聚焦于熔覆层与基体之间的特殊区域—结合区。发现高熵合金与TC4的密度差值促进了熔池内部的元素扩散与对流传质,而极快的冷却速度使该对流区快速凝固形成结合区。而熔池内部对流和比能量对结合区的形貌和尺寸有显着影响。最后,对不同比能量下的熔覆层与基体进行了硬度与耐磨性能测试。受固溶强化、细晶强化、Laves相强化、弥散强化的影响,高熵合金熔覆层硬度高达1098 HV1,是TC4基体的三倍。同时高熵合金熔覆层的耐磨性能相较于基体材料提高了五倍,减磨性能也得到了有效提升,但随着比能量增加,摩擦系数逐渐增大且耐磨性能减小。此外,比能量过小时,极易产生基体-界面裂纹与孔隙;当比能量过大时,熔覆层硬度较低,且易产生结晶裂纹。
张勤[10]（2020）在《激光熔覆IN718合金树枝晶转向生长行为及元素偏析抑制研究》文中研究说明激光熔覆技术是一种典型的修复工艺,因其极高的能量密度和加工精度、宽泛的材料选择及良好的界面冶金结合等特点,成为修复损伤零部件的关键技术之一。能延长高附加值零部件的使用寿命,同时提升废旧零件的表面性能,契合构建循环经济的国家战略需求。镍基高温合金因其良好的高温机械性能及抗腐蚀性能,在航空航天、航海、核工业及石油化工等众多领域具有广泛的应用。激光熔覆技术在镍基复杂零件的快速修复方面具有独特的优势。另外,激光熔覆层晶粒生长取向良好,性能优于传统铸造合金。然而,对于激光快速凝固过程中的树枝晶转向生长行为及树枝晶间的元素偏析控制问题研究较少,限制了对激光增材制造合金晶体取向性及综合合金性能的控制。本文以激光熔覆镍基IN718高温合金为研究对象,主要研究内容有:激光熔覆IN718熔覆层的制备及组织分析,熔覆层顶部树枝晶的转向生长形貌与晶体取向,数值模拟结合实验结果分析熔覆层顶部树枝晶转向生长的熔池热演化基础,电子背散射衍射（Electron Back-scattered Diffraction,EBSD）结果揭示顶部转向枝晶区的晶粒起源;通过碳纳米管（CNTs）表面化学镀镍处理,制备CNTs增强IN718激光熔覆层,分析了两种不同镀层厚度的镀镍CNTs（NiCNTs）在高能激光束辐照和熔池热作用下,CNTs的结构演变过程,以及CNTs的添加对IN718复合合金凝固过程中的元素偏析及Laves相的抑制作用;分析NiCNTs的含量对激光熔覆层的耐腐蚀性能、耐磨性、拉伸性能的影响。具体研究内容及结果如下:（1）采用优化工艺参数制备成形良好、稀释率低、无缺陷且与基体冶金结合良好的激光熔覆IN718合金。通过对激光熔覆层树枝晶组织形貌、微观结构及EBSD晶体取向的表征,证明了IN718激光熔覆层顶部树枝晶形貌的转变是由于树枝晶生长方向与局部温度梯度间的夹角过大,树枝晶严重偏离热流反方向而形成的转向树枝晶,并非传统认为的树枝晶柱状-等轴转变。（2）通过数值模拟结合实验结果对熔覆层顶部枝晶转向机理进行分析,揭示了顶部转向树枝晶形成的熔池热演化基础。有限元模拟结果表明,在熔池凝固后期,最大温度梯度方向从熔池底部的垂直于基材表面转变为熔池顶部的趋近平行于激光行走方向,导致了激光熔覆层顶部树枝晶形貌的转变。对于IN718合金的激光熔覆,树枝晶生长方向发生偏转的临界夹角为70°80°。EBSD测试结果表明顶部转向树枝晶的晶粒来源主要为凝固最后期熔池顶部过冷液体中的重新形核质点。（3）通过在CNTs表面进行化学镀镍处理,获得两种不同镀层厚度镀镍碳纳米管Ni1CNTs和Ni0.5CNTs并制备成激光熔覆复合合金。微观组织分析表明CNTs的加入有利于IN718合金的晶粒细化;CNTs的添加还可以有效地抑制IN718合金凝固过程中的元素偏析及Laves相,且抑制效果随表面化学镀镍层厚度的增加而增强。（4）分析Ni0.5CNTs添加量对激光熔覆Ni0.5CNTs/IN718复合合金的耐腐蚀性、耐磨性及拉伸性能的影响。当添加50 wt.%Ni0.5CNTs的IN718激光熔覆合金表现出最优的耐腐蚀性。熔覆合金电化学耐腐蚀性能的改变主要由NiCNTs复合粉末中CNTs及其纳米转化产物的有益作用及Ni元素的有害稀释作用所共同决定的。添加30 wt.%Ni0.5CNTs的IN718激光熔覆合金具有最高的耐磨性。CNTs具有良好的自润滑性能,其在激光辐照下的转化产物,在滑动磨损期间压制并粘附到复合涂层的表面以形成润滑层。润滑层可以减少对磨材料与复合涂层之间的直接接触,从而降低复合涂层的摩擦系数和磨损率。添加Ni0.5CNTs后,复合合金的抗拉强度和屈服强度均有所提升,它归因于CNTs的转化产物的独特结构特征和复合材料的更精细的微观结构。
二、快速凝固合金涂层的温度场数值模拟及力学性能研究（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、快速凝固合金涂层的温度场数值模拟及力学性能研究（论文提纲范文）
（1）等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 表面技术 |
| 1.3 等离子熔覆技术研究现状 |
| 1.3.1 等离子熔覆原理 |
| 1.3.2 等离子熔覆的特点 |
| 1.3.3 等离子熔覆涂层研究现状 |
| 1.4 稀土对等离子熔覆涂层的影响 |
| 1.5 本文主要研究意义与内容 |
| 1.5.1 主要研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 技术路线图 |
| 第二章 实验材料,设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 等离子熔覆基体 |
| 2.1.2 等离子熔覆粉体 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 改性熔覆粉体制备 |
| 2.2.2 等离子熔覆层制备 |
| 2.2.3 涂层组织性能测试 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 优化熔覆工艺参数 |
| 2.3.2 粉末前处理 |
| 2.3.3 改性熔覆涂层试样的制备 |
| 2.4 改性熔覆涂层组织结构、物相组成和力学性能测试 |
| 2.4.1 组织结构分析 |
| 2.4.2 XRD分析 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.5 改性熔覆涂层的元素含量分析 |
| 2.5.1 氧含量测试 |
| 2.5.2 铈含量测试 |
| 第三章 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金等离子熔覆工艺研究 |
| 3.1 电流对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.1.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.1.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.1.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.2 离子气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.2.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.2.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.2.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.3 保护气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.3.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.3.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.3.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.4 送粉气流速对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.4.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 3.5 送粉量对纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的影响 |
| 3.5.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的摩擦系数 |
| 3.5.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的硬度 |
| 3.5.3 纳米CeO_2改性合金涂层的磨损失重 |
| 3.6 等离子熔覆FeCrSiVMn合金涂层的显微形貌 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的组织结构及性能 |
| 4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的显微组织 |
| 4.1.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层截面热影响区的形貌 |
| 4.1.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层截面熔覆区的形貌 |
| 4.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的元素分布 |
| 4.2.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂的EDS分析 |
| 4.2.2 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的氧含量测试 |
| 4.2.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的氧含量测试 |
| 4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的XRD |
| 4.4 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的性能 |
| 4.4.1 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的显微硬度 |
| 4.4.2 纳米CeO_2改性 FeCrSiVMn合金涂层的耐磨性 |
| 4.4.3 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的磨损失重 |
| 4.4.4 纳米CeO_2改性FeCrSiVMn合金涂层的抗拉强度 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 齿形件传统表面改性研究现状 |
| 1.2.2 金属耐磨耐冲击涂层制备技术研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆技术 |
| 1.2.4 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.5 大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层需解决的科学问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方案 |
| 第2章 复合涂层结构的初步设计、材料选择及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层结构的初步设计与材料选择 |
| 2.3.1 复合涂层结构的初步设计 |
| 2.3.2 界面连接层与增韧层粉末材料选择 |
| 2.3.3 耐磨层合金粉末材料选择 |
| 2.4 试验与测试分析方法 |
| 2.4.1 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层制备方法 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相样件制备及组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.6 热辐射谱测试与高速摄像设备 |
| 2.5 相关性能测试方法 |
| 2.5.1 维氏硬度测试 |
| 2.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.5.3 耐冲击性能测试 |
| 2.5.4 拉伸性能测试 |
| 2.5.5 电化学腐蚀性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆基础工艺参数优化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载粉气流量对激光熔覆涂层形貌的影响 |
| 3.2.1 载粉气流量对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 载粉气流量对粉末流态的影响 |
| 3.3 单道激光熔覆正交优化试验 |
| 3.3.1 单道激光熔覆涂层工艺正交优化试验 |
| 3.3.2 正交试验结果方差分析(ANOVA) |
| 3.3.3 单道激光熔覆涂层参数优化选择与响应预测 |
| 3.4 多道搭接激光熔覆工艺优化与分析 |
| 3.4.1 多道搭接激光熔覆工艺试验 |
| 3.4.2 多道搭接激光熔覆过程应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳化钨颗粒对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.2.1 微米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.2.2 微米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.2.3 微米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.2.4 微米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.3 纳米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.3.1 纳米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.3.2 纳米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.3.3 纳米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.3.4 纳米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀土对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纯钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.2.1 纯钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.2.2 纯钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.2.3 纯钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.2.4 纯钇对涂层性能的影响 |
| 5.3 氧化钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.3.1 氧化钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.3.3 氧化钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.3.4 氧化钇对涂层性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 脉冲频率对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌与微观组织的影响 |
| 6.2.1 脉冲激光功率对单道涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.3 脉冲激光频率对涂层微观组织的影响 |
| 6.2.4 脉冲激光频率对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 6.3 脉冲激光频率对涂层性能的影响 |
| 6.3.1 脉冲激光频率对涂层显微硬度的影响 |
| 6.3.2 脉冲激光频率对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.3.3 脉冲激光频率对涂层力学性能的影响 |
| 6.3.4 脉冲激光频率对涂层电化学腐蚀特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向大型齿圈齿面的激光熔覆复合涂层设计与制备 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向大型齿面的激光熔覆复合涂层结构与成分设计 |
| 7.3 激光熔覆复合涂层的宏观形貌与微观组织分析 |
| 7.3.1 激光熔覆复合涂层宏观形貌分析 |
| 7.3.2 激光熔覆复合涂层微观组织分析 |
| 7.4 激光熔覆复合涂层性能及相关机理分析 |
| 7.4.1 匀质复合涂层显微硬度分析 |
| 7.4.2 匀质复合涂层耐磨性能与磨损机理分析 |
| 7.4.3 匀质与夹层式复合涂层的耐冲击性能分析 |
| 7.4.4 带基材复合涂层综合耐冲击性能分析 |
| 7.4.5 匀质复合涂层耐腐蚀性能分析 |
| 7.5 大型齿圈齿面激光熔覆耐磨耐冲击涂层制备 |
| 7.5.1 大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具设计 |
| 7.5.2 齿圈齿面激光熔覆运动轨迹控制 |
| 7.5.3 主动轮齿圈齿面激光熔覆工艺过程 |
| 7.5.4 不同强化层对齿圈齿面啮合过程应力状态分布的影响 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非晶合金概述 |
| 1.2.1 非晶合金简介及发展历史 |
| 1.2.2 非晶合金的形成理论及制备方法 |
| 1.3 铁基非晶合金概述 |
| 1.3.1 铁基非晶合金的结构模型 |
| 1.3.2 铁基非晶合金的性能研究 |
| 1.3.3 铁基非晶合金的应用 |
| 1.4 激光处理技术 |
| 1.4.1 激光处理技术概述 |
| 1.4.2 激光技术在非晶合金领域研究 |
| 1.5 本课题研究意义和主要内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、实验设备及分析测试方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验样品结构表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微分析 |
| 2.3.3 透射电镜分析 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.5 小角X散射分析 |
| 2.3.6 激光共聚焦显微分析 |
| 2.4 实验样品性能测试方法 |
| 2.4.1 电化学测试 |
| 2.4.2 磁性能测试 |
| 2.4.3 热力学性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能影响的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数选取 |
| 3.3 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金表面形貌和组织结构的影响 |
| 3.3.1 表面形貌分析 |
| 3.3.2 组织结构分析 |
| 3.4 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)和Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3非晶合金的影响对比 |
| 3.5 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金非等温晶化行为的影响 |
| 3.6 脉冲激光对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金性能的影响 |
| 3.6.1 耐腐蚀性能分析 |
| 3.6.2 磁学性能分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 脉冲激光处理铁基非晶合金传热传质行为及其对结构形成的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的传热和流动耦合模型 |
| 4.2.1 物理模型 |
| 4.2.2 数值模型 |
| 4.2.3 数值求解 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.4 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的流动行为及表面形貌成形分析 |
| 4.5 脉冲激光处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的传热行为及组织结构生成分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 磁场辅助脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金表面形貌和组织结构的影响 |
| 5.2.1 表面形貌分析 |
| 5.2.2 组织结构分析 |
| 5.3 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金非等温晶化行为的影响 |
| 5.4 磁场辅助脉冲激光处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金性能的影响 |
| 5.4.1 耐腐蚀性能分析 |
| 5.4.2 磁学性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）超声辅助激光熔覆WC/IN718复合涂层组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆制备陶瓷涂层的研究现状 |
| 1.2.1 激光熔覆技术 |
| 1.2.2 激光熔覆制备复合陶瓷涂层 |
| 1.3 外能场辅助激光熔覆技术的研究现状 |
| 1.3.1 外能场辅助激光熔覆技术 |
| 1.3.2 超声辅助激光熔覆技术 |
| 1.4 本文的研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 超声辅助激光熔覆涂层制备基础理论 |
| 2.1 超声与熔池熔体的相互作用 |
| 2.1.1 空化效应 |
| 2.1.2 声流强化效应 |
| 2.1.3 热效应 |
| 2.2 超声作用下熔池的凝固过程 |
| 2.2.1 熔池快速凝固过程 |
| 2.2.2 超声振动对熔池凝固过程的影响 |
| 2.2.3 超声对WC颗粒在熔池中分布的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 超声辅助激光熔覆工艺试验及参数优化 |
| 3.1 试验材料及设备 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验设备 |
| 3.2 涂层性能检测方法及装备 |
| 3.2.1 显微组织 |
| 3.2.2 显微硬度 |
| 3.2.3 高温摩擦磨损 |
| 3.3 激光熔覆工艺参数优化 |
| 3.4 激光熔覆数值模拟 |
| 3.4.1 激光熔覆过程 |
| 3.4.2 超声辅助激光熔覆过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声辅助激光熔覆涂层组织及性能检测与分析 |
| 4.1 WC颗粒分布及涂层组织 |
| 4.2 显微硬度 |
| 4.3 高温耐磨性 |
| 4.3.1 摩擦系数 |
| 4.3.2 磨痕形貌 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（5）铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 铝合金表面激光沉积高熵合金涂层相关技术研究现状与不足 |
| 1.2.1 铝合金激光表面改性技术研究现状与不足 |
| 1.2.2 高熵合金研究现状与不足 |
| 1.2.3 激光沉积高熵合金涂层研究现状与不足 |
| 1.3 论文研究内容及研究思路 |
| 1.3.1 对应科学及技术问题拟采用的解决方案 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 论文研究主线及架构 |
| 第2章 涂层成分设计及激光沉积制备相关理论和方法 |
| 2.1 适用于铝基表面的涂层成分设计 |
| 2.1.1 涂层设计原则 |
| 2.1.2 涂层元素选择 |
| 2.1.3 涂层相结构判定 |
| 2.2 激光沉积高熵合金涂层技术相关理论 |
| 2.2.1 激光沉积技术基本理论 |
| 2.2.2 熔池对流、传热与传质理论 |
| 2.2.3 激光沉积过程有限元数值模拟理论 |
| 2.2.4 第一性原理计算高熵合金理论 |
| 2.3 试验材料、设备与方法 |
| 2.3.1 试验材料 |
| 2.3.2 激光沉积试验设备 |
| 2.3.3 分析测试方法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 连续激光沉积AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层研究 |
| 3.1 激光沉积过程和大尺寸光斑分析 |
| 3.2 连续激光沉积工艺优化 |
| 3.2.1 正交工艺试验 |
| 3.2.2 正交试验结果 |
| 3.2.3 试验结果分析与优化 |
| 3.3 涂层组织与性能分析 |
| 3.3.1 涂层物相分析 |
| 3.3.2 微观组织分析 |
| 3.3.3 涂层性能分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 脉冲激光沉积AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层研究 |
| 4.1 脉冲激光沉积试验工艺参数设计 |
| 4.2 占空比对成形质量影响 |
| 4.3 脉冲频率对涂层成形质量和组织结构影响 |
| 4.3.1 脉冲频率对涂层成形质量影响 |
| 4.3.2 脉冲频率对涂层组织结构影响 |
| 4.4 多道搭接大面积激光沉积涂层试验 |
| 4.5 涂层性能分析 |
| 4.5.1 涂层硬度分析 |
| 4.5.2 涂层结合强度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 AlCrFeCoNiCu系高熵合金主组分Al和 Cu占比对涂层组织性能影响 |
| 5.1 Al占比对AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层组织性能影响 |
| 5.1.1 AlxCrFeCoNiCu高熵合金涂层设计 |
| 5.1.2 Al占比对AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层组织结构影响 |
| 5.1.3 Al占比对AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层性能影响 |
| 5.1.4 AlxCrFeCoNiCu高熵合金结构和弹性特性分析 |
| 5.2 Cu占比对AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层组织性能影响 |
| 5.2.1 Al_(0.8)Cr Co Ni Cux高熵合金涂层设计 |
| 5.2.2 Cu占比对Al_(0.8)Cr Fe Co Ni Cux高熵合金涂层组织结构影响 |
| 5.2.3 Cu占比对沉积态Al_(0.8)CrFeCoNiCu_x高熵合金涂层性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 AlCrFeCoNiCu系高熵合金添加Ti、Si、B元素对涂层组织性能影响 |
| 6.1 Ti元素添加对AlCrFeCoNiCu系高熵合金组织性能影响 |
| 6.1.1 沉积态AlCrFeCoNiCuTi_x高熵合金成分设计 |
| 6.1.2 沉积态AlCrFeCoNiCuTi_x高熵合金物相分析 |
| 6.1.3 沉积态AlCrFeCoNiCuTi_x高熵合金微观组织分析 |
| 6.1.4 沉积态AlCrFeCoNiCuTi_x高熵合金性能分析 |
| 6.1.5 沉积态AlxCrFeCoNiCu和 AlCrFeCoNiCuTi_x高熵合金对比分析 |
| 6.2 非金属改性元素Si、B添加对AlCrFeCoNiCu系高熵合金组织性能影响.. |
| 6.2.1 Al_(0.8)CrFeCoNiCu_(0.5)-M_x高熵合金成分设计 |
| 6.2.2 Al_(0.8)CrFeCoNiCu_(0.5)-M_x高熵合金物相分析 |
| 6.2.3 Al_(0.8)CrFeCoNiCu_(0.5)-M_x高熵合金微观组织分析 |
| 6.2.4 Al_(0.8)CrFeCoNiCu_(0.5)-M_x高熵合金涂层性能分析 |
| 6.3 各成分涂层的各项性能指标对比总结 |
| 6.4 本章小节 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）模具钢表面激光熔覆修复机制及组织与性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光熔覆国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光熔覆修复模具磨损表面的研究现状 |
| 1.2.2 激光熔覆温度场数值模拟研究现状 |
| 1.2.3 熔覆层裂纹的研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 H13钢基材 |
| 2.1.2 激光熔覆材料的选择 |
| 2.2 激光熔覆设备及方法 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 激光熔覆实验设计 |
| 2.3 材料性能表征及性能测试 |
| 2.3.1 显微组织观察 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 熔覆层表面裂纹检测 |
| 2.3.4 力学性能测试 |
| 2.3.4.1 显微硬度 |
| 2.3.4.2 摩擦磨损实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光熔覆合金涂层温度场的数值模拟 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型的建立及网格划分 |
| 3.2.2 材料的热物性参数及相变潜热的处理 |
| 3.2.3 边界条件的确定 |
| 3.3 热源模型的选取及加载 |
| 3.4 温度场有限元模拟结果分析 |
| 3.4.1 熔池形貌及温度梯度分析 |
| 3.4.2 激光工艺参数对温度场的影响 |
| 3.4.2.1 激光功率对温度场的影响 |
| 3.4.2.2 扫描速度对温度场的影响 |
| 3.4.2.3 激光能量密度对熔池深度的影响 |
| 3.4.3 温度场分布 |
| 3.4.3.1 单道激光熔覆温度场分布 |
| 3.4.3.2 多道搭接激光熔覆温度场分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 熔覆层裂纹形成机制及产生规律的研究 |
| 4.1 工艺参数对熔覆层开裂敏感性的影响 |
| 4.1.1 激光功率对熔覆层开裂敏感性的影响 |
| 4.1.2 扫描速度对熔覆层开裂敏感性的影响 |
| 4.1.3 离焦量对熔覆层开裂敏感性的影响 |
| 4.2 激光熔覆层裂纹形成机制研究 |
| 4.2.1 裂纹主要类型及扩展形式 |
| 4.2.2 裂纹形成机制分析 |
| 4.2.2.1 夹渣裂纹形成机制分析 |
| 4.2.2.2 液化裂纹形成机制分析 |
| 4.2.2.3 组织偏聚裂纹形成机制分析 |
| 4.2.3 断口分析 |
| 4.3 熔覆层开裂的抑制方法 |
| 4.3.1 激光工艺参数优化开裂抑制法 |
| 4.3.2 均匀组织细化晶粒开裂抑制法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 熔覆层组织与力学性能的研究 |
| 5.1 熔覆层表面形貌 |
| 5.2 熔覆层组织及物相分析 |
| 5.2.1 熔覆层XRD物相分析 |
| 5.2.2 熔覆层显微组织分析 |
| 5.3 熔覆层力学性能分析 |
| 5.3.1 Ni基熔覆层的显微硬度 |
| 5.3.2 不同扫描速度对熔覆层耐磨性的影响 |
| 5.4 激光重熔对熔覆层组织和性能的影响 |
| 5.4.1 激光重熔对熔覆层组织的影响 |
| 5.4.2 激光重熔对熔覆层性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文与专利 |
| 致谢 |
（7）激光增材制造锆基块体非晶合金的成形机制与组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 激光增材制造技术的研究进展 |
| 1.3 非晶合金的发展与现状 |
| 1.3.1 非晶合金的发展 |
| 1.3.2 非晶合金的形成 |
| 1.3.3 块体非晶合金的制备 |
| 1.4 目前存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究技术路线 |
| 第二章 实验内容及研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 基材的选用 |
| 2.2.2 非晶粉末原材料 |
| 2.3 试验设备 |
| 2.3.1 激光增材设备 |
| 2.3.2 分析测试设备 |
| 2.4 有限元模型的建立 |
| 2.4.1 有限元模型 |
| 2.4.2 热源模型 |
| 2.4.3 边界条件 |
| 2.4.4 温度场分析 |
| 第三章 激光增材制造块体非晶合金成形的有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉冲激光增材制造块体非晶合金的温度场特征 |
| 3.2.1 点模型的温度场特征 |
| 3.2.2 线模型的温度场特征 |
| 3.2.3 面模型的温度场特征 |
| 3.2.4 体模型的温度场特征 |
| 3.3 连续激光增材制造块体非晶合金的温度场特征 |
| 3.3.1 线模型的温度场特征 |
| 3.3.2 面模型的温度场特征 |
| 3.3.3 体模型的温度场特征 |
| 3.4 激光增材制造块体非晶合金成形过程的热力学和动力学条件 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 脉冲激光增材制造块体非晶合金的成形 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非晶微区的原位成形 |
| 4.2.1 非晶微区的原位成形方式 |
| 4.2.2 非晶微区原位成形的微观组织结构 |
| 4.3 非晶微区的累加重叠方式 |
| 4.3.1 基材对不同累加重叠方式下非晶成形的影响 |
| 4.3.2 单层单道多熔池累加重叠 |
| 4.3.3 多层单道多熔池累加重叠 |
| 4.3.4 单层多道多熔池累加重叠 |
| 4.4 块体非晶合金的组织特征与力学性能研究 |
| 4.4.1 块体非晶合金的成分分析 |
| 4.4.2 块体非晶合金的微观组织特征 |
| 4.4.3 块体非晶合金的电化学腐蚀行为研究 |
| 4.4.4 块体非晶合金中不同层的微纳力学响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连续激光增材制造块体非晶合金的成形 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 块体非晶合金的成分分析 |
| 5.3 块体非晶合金的微观组织特征 |
| 5.4 基于点-线-面-体模型的不同微区温度场特征 |
| 5.4.1 点模型的温度场特征 |
| 5.4.2 线模型的温度场特征 |
| 5.4.3 面模型的温度场特征 |
| 5.4.4 体模型的温度场特征 |
| 5.5 块体非晶合金中不同微区的微纳力学响应 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 激光增材制造块体非晶合金的一体化成形机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同扫描策略对块体非晶合金一体化成形的影响 |
| 6.3 块体非晶合金的成分分析及微观组织特征 |
| 6.3.1 块体非晶合金的成分分析 |
| 6.3.2 块体非晶合金的SEM分析 |
| 6.3.3 块体非晶合金的TEM分析 |
| 6.4 块体非晶合金的微纳力学响应 |
| 6.5 激光增材制造块体非晶合金的一体化成形机理研究 |
| 6.5.1 基材状态对块体非晶合金成形的影响 |
| 6.5.2 粉末状态对块体非晶合金成形的影响 |
| 6.5.3 激光加工工艺参数对块体非晶合金成形的影响 |
| 6.5.4 激光扫描策略对块体非晶合金成形的影响 |
| 6.5.5 激光增材制造块体非晶合金的一体化成形研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 激光增材制造大块非晶合金的组织及力学性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 激光增材制造锆基大块非晶合金 |
| 7.3 激光增材制造大块非晶合金的组织特征 |
| 7.3.1 大块非晶合金的成分分析 |
| 7.3.2 大块非晶合金的微观组织特征 |
| 7.4 激光增材制造大块非晶合金不同方向的室温拉伸性能 |
| 7.4.1 大块非晶合金不同方向的拉伸及压缩试样 |
| 7.4.2 室温拉伸性能 |
| 7.4.3 不同方向的拉伸变形及断裂 |
| 7.5 激光增材制造大块非晶合金不同方向的室温压缩性能 |
| 7.5.1 室温压缩性能 |
| 7.5.2 不同方向的压缩变形及断裂 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）超声振动在激光熔覆成形中的作用机制及其建模方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 激光熔覆成形技术发展概述 |
| 1.2.1 激光熔覆成形的基本原理及应用 |
| 1.2.2 激光熔覆成形技术的发展现状与趋势 |
| 1.2.3 能场复合激光熔覆成形技术的发展现状 |
| 1.3 超声振动在金属熔体中的传播与作用机制 |
| 1.3.1 超声波在金属熔体中传播时的特征量 |
| 1.3.2 空化效应的基本原理与发展历史 |
| 1.3.3 声流效应的基本原理与发展历史 |
| 1.4 超声辅助激光熔覆成形的数值模拟方法研究现状 |
| 1.4.1 激光熔覆成形的建模方法国内外研究现状 |
| 1.4.2 超声振动在金属熔体中的引入方式研究现状 |
| 1.4.3 超声辅助激光熔覆成形的数值模拟研究现状 |
| 1.5 课题研究内容与研究目标 |
| 1.5.1 本课题主要研究内容 |
| 1.5.2 本课题主要研究目标 |
| 1.5.3 本课题技术路线 |
| 第二章 声空化在激光熔覆成形中的作用机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声场中空化泡的动力学分析 |
| 2.2.1 金属熔体中空化泡的受力分析 |
| 2.2.2 声场中空化泡运动方程的构建 |
| 2.2.3 超声功率对声空化的影响 |
| 2.3 单空化泡形态演变的数值模型构建 |
| 2.3.1 气/液两相界面追踪控制方程 |
| 2.3.2 空化泡形态演变的数值模型 |
| 2.3.3 边界条件与网格划分 |
| 2.4 空化泡振荡与溃灭对熔体凝固的作用机制 |
| 2.4.1 超声功率对微射流速率的影响 |
| 2.4.2 近壁距离与空化泡比值对射流速率的影响 |
| 2.4.3 空化泡的溃灭对熔体凝固的作用机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超声辅助激光熔覆成形的建模方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光金属熔覆成形的二维数学模型 |
| 3.2.1 固液相变统一模型控制方程组 |
| 3.2.2 移动激光热源的数学描述 |
| 3.2.3 熔覆层形状的数学控制方程 |
| 3.3 超声振动在激光熔覆成形过程中的引入方式 |
| 3.3.1 基体声压分布的计算模型 |
| 3.3.2 金属熔体在声场中的受力分析 |
| 3.3.3 声场的初始条件和边界条件 |
| 3.4 超声辅助激光熔覆模型的边界条件和网格划分 |
| 3.4.1 超声振动辅助激光熔覆模型的边界条件 |
| 3.4.2 超声振动辅助激光熔覆模型的网格划分 |
| 3.4.3 超声振动辅助激光熔覆模型的设定参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声对激光熔覆成形传热传质的影响规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光金属熔覆温度场和流场的分布特征 |
| 4.2.1 激光金属熔覆宏观温度分布规律 |
| 4.2.2 激光金属熔覆流场整体分布规律 |
| 4.2.3 激光金属熔覆过程中的凝固行为 |
| 4.3 超声振动辅助激光熔覆成形的流场分布特征 |
| 4.3.1 熔覆层中的声压梯度分布规律 |
| 4.3.2 超声辅助激光熔覆流场整体分布规律 |
| 4.3.3 超声辅助激光熔覆温度场整体分布规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超声对熔覆层形貌与性能的影响实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声对熔覆层宏观形貌影响的实验研究 |
| 5.2.1 超声振动对激光单道熔覆几何形貌的实验研究 |
| 5.2.2 超声振动对宏观形貌的作用机制 |
| 5.2.3 超声振动对激光多道搭接成形质量的影响 |
| 5.3 超声对熔覆层微观形貌的影响分析与实验验证 |
| 5.3.1 激光熔覆成形的凝固组织特征 |
| 5.3.2 声空化效应对显微组织的影响分析与实验验证 |
| 5.3.3 冷却速率对显微组织的影响分析与实验验证 |
| 5.4 超声对熔覆层性能的影响分析与实验验证 |
| 5.4.1 超声振动对熔覆层显微硬度的影响规律 |
| 5.4.2 超声振动对熔覆层耐蚀性的影响规律 |
| 5.4.3 超声振动对熔覆层性能影响的作用机制分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士/硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
（9）TC4表面激光熔覆FeCoCrNi高熵合金组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题意义 |
| 1.2 高熵合金概述 |
| 1.2.1 高熵合金的核心效应 |
| 1.2.2 高熵合金制备技术 |
| 1.3 激光熔覆高熵合金国内外研究现状 |
| 1.3.1 激光熔覆技术制备高熵合金熔覆层组织与性能研究现状 |
| 1.3.2 工艺参数对激光熔覆高熵合金影响的研究现状 |
| 1.4 课题研究内容与方法 |
| 1.4.1 课题研究内容 |
| 1.4.2 课题研究方法 |
| 第二章 TC4 表面FeCoCrNi高熵合金激光熔覆实验 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 激光熔覆实验设备 |
| 2.3 激光熔覆实验方法 |
| 2.4 测试分析方法 |
| 2.4.1 金相试样制备 |
| 2.4.2 扫描电镜及能谱分析 |
| 2.4.3 物相分析 |
| 2.4.4 显微硬度测试 |
| 2.4.5 耐磨性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 TC4 表面FeCoCrNi合金激光熔覆过程温度场建模与求解 |
| 3.1 高熵合金激光熔覆有限元模型建立 |
| 3.1.1 高熵合金激光熔覆几何模型建立 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.1.3 激光熔覆热源模型的建立 |
| 3.1.4 基体材料与熔覆材料物性参数的获取 |
| 3.1.5 初始条件和边界条件的设置与加载 |
| 3.2 TC4 表面高熵合金激光熔覆过程温度场仿真研究 |
| 3.2.1 热源模型校核 |
| 3.2.2 高熵合金熔覆层温度场分析 |
| 3.3 工艺参数对高熵合金激光熔覆过程温度分布的影响 |
| 3.3.1 激光功率对高熵合金激光熔覆过程的影响 |
| 3.3.2 扫描速度对高熵合金激光熔覆过程的影响 |
| 3.3.3 比能量对高熵合金激光熔覆过程的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FeCoCrNi高熵合金熔覆层微观组织及形成机理 |
| 4.1 高熵合金激光熔覆层宏观形貌 |
| 4.2 高熵合金激光熔覆试样亚晶组织及其形成机理 |
| 4.2.1 热影响区组织及其形成机理 |
| 4.2.2 熔覆层组织及其形成机理 |
| 4.2.3 比能量对熔覆层组织的定量研究 |
| 4.3 高熵合金激光熔覆层物相组成及元素分布 |
| 4.3.1 高熵合金熔覆层物相分析 |
| 4.3.2 高熵合金熔覆层组织与元素分布 |
| 4.3.3 不同比能量下熔覆层的组织差异 |
| 4.4 高熵合金激光熔覆层底部结合区形成机理 |
| 4.4.1 高熵合金激光熔覆层底部结合区形态分析 |
| 4.4.2 熔池流动行为对结合区的影响 |
| 4.4.3 比能量对结合区的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 FeCoCrNi高熵合金激光熔覆层性能与缺陷分析 |
| 5.1 高熵合金激光熔覆层的显微硬度研究 |
| 5.1.1 高熵合金熔覆层硬度强化机理分析 |
| 5.1.2 比能量对高熵合金熔覆层硬度的影响 |
| 5.2 高熵合金激光熔覆层耐磨性能研究 |
| 5.2.1 摩擦系数 |
| 5.2.2 耐磨性能 |
| 5.2.3 磨损机制 |
| 5.3 高熵合金激光熔覆层气孔形成机理研究 |
| 5.4 高熵合金激光熔覆层内部裂纹形成机理研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）激光熔覆IN718合金树枝晶转向生长行为及元素偏析抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 镍基高温合金IN718 的概述 |
| 1.2.1 镍基高温合金IN718 的简介 |
| 1.2.2 镍基高温合金IN718 的合金成分及物相组成 |
| 1.2.3 镍基高温合金IN718 的强化机制 |
| 1.3 IN718 合金国内外研究现状 |
| 1.3.1 IN718 合金制备及性能研究 |
| 1.3.2 IN718 合金树枝晶生长行为研究 |
| 1.3.3 IN718 合金元素偏析控制研究 |
| 1.4 CNTs增强镍基复合材料的研究现状 |
| 1.4.1 CNTs的结构与性能 |
| 1.4.2 CNTs增强金属基复合材料的制备 |
| 1.4.3 激光作用CNTs增强金属基复合材料存在的问题与发展趋势 |
| 1.5 课题主要研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 课题主要研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 合金粉末 |
| 2.1.3 增强体材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 激光熔覆IN718及CNTs/IN718 复合合金制备 |
| 2.3.1 熔覆层顶部树枝晶转向生长行为研究试样的制备 |
| 2.3.2 激光熔覆CNTs/IN718 复合合金制备 |
| 2.4 组织及性能的表征方法 |
| 2.4.1 熔覆层微观组织表征 |
| 2.4.2 熔覆层性能表征 |
| 2.5 熔池数值模型建立 |
| 2.5.1 几何模型及网格划分 |
| 2.5.2 基本假设 |
| 2.5.3 材料热物性参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 IN718 激光熔覆层顶部树枝晶转向生长行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光熔覆IN718 熔覆层组织 |
| 3.2.1 激光熔覆IN718 合金金相组织分析 |
| 3.2.2 激光熔覆IN718 熔覆层显微组织分析 |
| 3.2.3 激光熔覆IN718 熔覆层晶体学织构分析 |
| 3.3 激光熔覆IN718 熔覆层析出相与元素偏析 |
| 3.4 激光熔覆IN718 熔覆层顶部转向柱状枝晶分析 |
| 3.4.1 顶部枝晶转向行为分析 |
| 3.4.2 顶部枝晶转向机理分析 |
| 3.4.3 顶部转向枝晶区起源 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光熔覆IN718 合金枝晶间元素偏析抑制研究 |
| 4.1 CNTs表面化学镀镍 |
| 4.1.1 CNTs表面化学镀镍的必要性 |
| 4.1.2 CNTs表面化学镀镍结果分析 |
| 4.2 激光熔覆制备NiCNTs增强IN718 合金工艺参数优化 |
| 4.2.1 激光熔覆NiCNTs增强IN718 合金的可行性 |
| 4.2.2 NiCNTs对激光熔覆CNTs增强IN718 合金的影响 |
| 4.3 镀镍层厚度对激光熔覆CNTs增强IN718 合金显微组织的影响 |
| 4.3.1 不同镀镍层厚度的NiCNTs对合金析出相及元素偏析的影响 |
| 4.3.2 不同镀镍层厚度的NiCNTs对熔覆层硬度的影响 |
| 4.3.3 Ni1CNTs对合金熔覆层的影响机制 |
| 4.3.4 Ni0.5CNTs对合金熔覆层的影响机制 |
| 4.4 Ni0.5CNTs对激光熔覆IN718 合金熔覆层性能的影响 |
| 4.4.1 Ni0.5CNTs对熔覆层电化学腐蚀性能的影响 |
| 4.4.2 Ni0.5CNTs对熔覆层摩擦磨损性能的影响 |
| 4.4.3 Ni0.5CNTs对熔覆层拉伸性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
四、快速凝固合金涂层的温度场数值模拟及力学性能研究（论文参考文献）
- [1]等离子熔覆制备纳米CeO2改性FeCrSiVMn合金涂层的工艺及性能研究[D]. 焦鹏程. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [2]大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究[D]. 李云峰. 长春理工大学, 2021(01)
- [3]脉冲激光处理对铁基非晶合金结构及性能的影响[D]. 郭玲玉. 山东大学, 2020(08)
- [4]超声辅助激光熔覆WC/IN718复合涂层组织及性能研究[D]. 聂学武. 江苏大学, 2020(02)
- [5]铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层研究[D]. 李彦洲. 长春理工大学, 2020(01)
- [6]模具钢表面激光熔覆修复机制及组织与性能的研究[D]. 屈海艳. 广东工业大学, 2020(06)
- [7]激光增材制造锆基块体非晶合金的成形机制与组织性能研究[D]. 畅泽欣. 太原理工大学, 2020
- [8]超声振动在激光熔覆成形中的作用机制及其建模方法[D]. 俞晓文. 浙江工业大学, 2020
- [9]TC4表面激光熔覆FeCoCrNi高熵合金组织与性能研究[D]. 齐超琪. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]激光熔覆IN718合金树枝晶转向生长行为及元素偏析抑制研究[D]. 张勤. 浙江工业大学, 2020(08)