高温固相原位激光冲击技术在再制造领域的研究进展

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作者 李召旭 胡效东 董世运 《表面技术》 北大核心 2025年第19期1-13,共13页

高温固相原位激光冲击是一种作用于高温凝固金属的脉冲激光处理技术,通过脉冲激光与增材热源的同步移动,使得冲击波作用于材料熔池后的高温固相区域,在制造/修复过程中完成材料的表面改性和应力调控。针对高温固相原位激光冲击的国内外... 高温固相原位激光冲击是一种作用于高温凝固金属的脉冲激光处理技术,通过脉冲激光与增材热源的同步移动,使得冲击波作用于材料熔池后的高温固相区域,在制造/修复过程中完成材料的表面改性和应力调控。针对高温固相原位激光冲击的国内外近期研究成果进行综述,首先基于固有应变理论和经典杆块模型,分析高温固相原位激光冲击的作用原理与优势。同时,借助高温激光冲击强化的研究成果,讨论高温条件下激光冲击对材料微观组织的演变,并系统对比约束层的缺失对激光能量和压缩残余应力的影响,在此基础上说明高温固相原位激光冲击相较于类似流程的层间处理在成型效率上的优势。针对不同的应用场景,分类阐述高温固相原位激光冲击在激光增材和电弧焊接中的应用情况,对工艺流程发展、工艺参数设置、微观机理及仿真计算进行归纳。最后,对高温固相原位激光冲击在再制造中的研究进展进行总结,并对下一阶段的发展方向进行展望。 展开更多

关键词 再制造 脉冲激光冲击 残余应力 微观组织 成形缺陷

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激光辅助冷喷涂技术的研究与应用现状 被引量：1

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作者 陶莉晴 郭伟玲 +3 位作者 王慧鹏 赵运才 马国政 王海斗 《材料导报》 北大核心 2025年第16期198-211,共14页

冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进... 冷喷涂技术是一种具有低温固态沉积特性的表面改性技术,喷涂过程中易产生冷作硬化、结合强度不高、孔隙率较大等缺陷。因此,将激光引入冷喷涂过程中,形成“冷喷涂+”复合技术,利用激光对基体与喷涂颗粒进行照射,起到对基体和喷涂颗粒进行加热软化的作用,增强喷涂颗粒的塑性变形能力,从而改善颗粒的沉积效率,提高涂层的结合强度,提升涂层的综合性能。本文对激光辅助冷喷涂技术的研究进展进行回顾和总结,归纳了单一冷喷涂技术与“冷喷涂+”技术的原理与分类;重点介绍了激光辅助冷喷涂复合技术的研究进展;分析了激光辅助冷喷涂技术的工艺影响参数;总结了激光辅助冷喷涂技术的实际应用领域,期望能为激光辅助冷喷涂技术的研究和应用提供参考。 展开更多

关键词 冷喷涂 激光 复合技术 沉积原理 工艺参数

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绿色增材再制造技术 被引量：18

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作者 朱胜 周超极 周克兵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期2590-2593,2614,共5页

绿色增材再制造技术在中国已进入了新的发展阶段。探讨了绿色增材再制造技术的内涵与特征,分析了发展绿色增材再制造技术面临的机遇与挑战,提出了绿色增材再制造技术未来的主攻方向。推行绿色增材再制造技术,构建绿色增材再制造技术体系... 绿色增材再制造技术在中国已进入了新的发展阶段。探讨了绿色增材再制造技术的内涵与特征,分析了发展绿色增材再制造技术面临的机遇与挑战,提出了绿色增材再制造技术未来的主攻方向。推行绿色增材再制造技术,构建绿色增材再制造技术体系,不仅有利于实现资源环境的可持续发展,也契合《中国制造2025》提出的全面推进绿色制造的战略重点。 展开更多

关键词 增材再制造 绿色制造 智能制造 中国制造2025

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表面强化技术对金属材料疲劳性能影响研究综述

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作者 李雪伍 李征奇 +3 位作者 董丽虹 刘彬 王海斗 张宇鹏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第4期15-26,共12页

合金钢作为广泛应用于工业领域的结构材料,其疲劳性能一直是关注的焦点。为提高合金钢疲劳性能,表面强化技术得到深入研究和应用,不同形式的表面强化技术为材料性能提供了多样化的改进途径,以热处理为主的相变强化是通过调控材料组织结... 合金钢作为广泛应用于工业领域的结构材料,其疲劳性能一直是关注的焦点。为提高合金钢疲劳性能,表面强化技术得到深入研究和应用,不同形式的表面强化技术为材料性能提供了多样化的改进途径,以热处理为主的相变强化是通过调控材料组织结构和相变行为来提高疲劳寿命和抗裂纹扩展能力;而以喷丸强化为主的塑变强化,则通过引入塑性变形并改善材料表面质量来增强疲劳性能。通过对热处理和喷丸强化机理进行系统地综述,并以提高材料疲劳性能为切入点,论述了不同形式的单一及复合强化技术对合金钢疲劳性能的影响。最后,对表面强化技术在合金钢强化领域亟待解决的问题及未来发展方向进行展望,为提高材料疲劳性能提供参考。 展开更多

关键词 相变强化 塑变强化 疲劳性能 延缓裂纹 复合强化

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电弧增材制造技术研究现状及展望 被引量：27

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作者 田根 王文宇 +3 位作者 常青 任智强 王晓明 朱胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期23131-23141,共11页

电弧增材制造技术以其成形速度快、材料利用率高、生产成本低等优势,在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域已取得广泛应用。本文首先介绍了电弧增材制造在质量调控方面的发展现状,包括工艺参数、基板和层间温度以及保护气体;其次,结合... 电弧增材制造技术以其成形速度快、材料利用率高、生产成本低等优势,在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域已取得广泛应用。本文首先介绍了电弧增材制造在质量调控方面的发展现状,包括工艺参数、基板和层间温度以及保护气体;其次,结合国内外最新研究成果,论述了沉积路径的发展情况,并对成形件的力学、疲劳、腐蚀性能进行了分析,介绍了电弧增材制造技术在大型化、整体化零部件制造中的典型应用;最后总结了电弧增材制造面临参数动态监测技术尚不成熟,成形工艺优化不够系统,标准制定不足,疲劳和腐蚀机理研究不够等主要挑战,并对其未来的发展趋势给出了相关建议,即建立参数控制数据库、开发新型材料、建立工艺流程库、完善软硬件系统等。 展开更多

关键词 电弧增材制造 质量调控 沉积路径 性能评价 典型应用

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激光增材再制造工艺规划及性能提升研究进展 被引量：1

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作者 陈放 王文宇 +3 位作者 杨冠军 王晓明 任智强 常青 《热加工工艺》 北大核心 2022年第21期1-5,11,共6页

激光增材再制造技术因具有修复速度快、修复质量高等优势而在修复领域得到广泛应用,而如何得到理想的使役性能是再制造的核心问题。本文首先阐述了激光增材再制造的概念及工艺流程,然后综述了修复区几何形状、修复区尺寸和粉末沉积路径... 激光增材再制造技术因具有修复速度快、修复质量高等优势而在修复领域得到广泛应用,而如何得到理想的使役性能是再制造的核心问题。本文首先阐述了激光增材再制造的概念及工艺流程,然后综述了修复区几何形状、修复区尺寸和粉末沉积路径这三个因素对再制造质量的影响,总结了提升修复区性能的方法,最后对激光增材再制造进行了展望。 展开更多

关键词 激光增材再制造 工艺规划 性能提升

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冷喷涂铜基复合涂层及后处理技术的研究现状 被引量：3

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作者 郭伟玲 邢志国 +2 位作者 李鹏 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期192-204,共13页

冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。... 冷喷涂技术的固态低温特性使其成为制备铜基复合涂层的重要手段之一,通过研究沉积机理、优化制备过程参数,调控后处理技术,可以改善铜基复合涂层的综合性能,从而扩大铜基复合涂层在功能性涂层、增材制造及增材再制造等领域的应用范围。文中从铜基金属复合涂层与铜基陶瓷复合涂层两方面综述了冷喷涂铜基复合涂层形成的机理,归纳了冷喷涂铜基金属复合涂层的四大结合机理和铜基陶瓷复合涂层的三个结合假设;分析冷喷涂过程参数对复合涂层微观结构及综合性能的影响,重点探讨了喷嘴结构与材质、载气类型与温度、喷涂颗粒结构与粒径、基体硬度与粗糙度等对复合涂层综合性能的影响;总结了多种后处理技术对复合涂层微观结构及综合性能的影响,以期为冷喷涂铜基复合涂层的研究与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 冷喷涂 铜基复合涂层 后处理技术 微观组织 力学性能

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脉冲磁场强化金属材料微观组织演变规律研究进展 被引量：1

8

作者 王慧鹏 江聪 +4 位作者 黄艳斐 郭伟玲 董丽虹 邢志国 王海斗 《材料工程》 北大核心 2025年第3期20-34,共15页

脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲... 脉冲磁场强化技术具有非直接接触、低能耗、绿色环保等优点,在金属材料性能提升方面具有重要的应用前景。本文总结脉冲磁场强化技术在金属材料强化机理、数值模拟和实际应用等方面的研究现状,提出脉冲磁场强化技术亟须突破的瓶颈。脉冲磁场作为一种高场强、周期性磁场,对金属材料的固态相变和液态相变过程均具有明显的强化作用:在固态相变中,脉冲磁场能够改变金属材料的织构和磁畴,促使位错增殖扩散,加快第二相析出,调控析出物析出次序;在液态相变中,脉冲磁场为形核提供能量,破碎粗大枝晶,抑制树状枝晶生长,促进溶质均匀分布,多种作用耦合下提高金属材料性能。数值模拟方法能够再现脉冲磁场强化过程中磁场分布、材料受力和内部结构等方面变化,为研究脉冲磁场强化机理提供重要依据;脉冲磁场强化效果主要取决于磁场的磁场强度、脉冲占空比和作用时间,通过数值模拟技术获得强化效果最优的脉冲磁场参数是脉冲磁场强化金属材料的研究重点之一。目前,脉冲磁场强化技术已应用于金属刀具、涂层制备和金属铸造等领域。为了实现脉冲磁场强化技术的广泛应用,未来还需要在强化机理、脉冲磁场参数设计、脉冲磁场装置小型化等方面开展进一步的研究工作。 展开更多

关键词 脉冲磁场处理 金属材料 强化机理 数值模拟 固态相变 液态相变

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拉伸应力激励时铁磁性材料表面三维金属磁记忆信号变化规律

9

作者 王慧鹏 李海航 +3 位作者 石家龙 董丽虹 王海斗 刘惠中 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期198-207,共10页

目前金属磁记忆损伤检测主要采用一维及二维磁记忆信号检测损伤,但磁场是三维向量,仅用一维及二维信号无法准确表达损伤信息。为丰富金属磁记忆的检测机理与检测依据,采用试验分析与理论研究的方法,对单应力激励下母材试样与对接焊试样... 目前金属磁记忆损伤检测主要采用一维及二维磁记忆信号检测损伤,但磁场是三维向量,仅用一维及二维信号无法准确表达损伤信息。为丰富金属磁记忆的检测机理与检测依据,采用试验分析与理论研究的方法,对单应力激励下母材试样与对接焊试样表面三维金属磁记忆信号的变化规律进行探究。主要结论如下:施加轴向应力后,母材试样表面B_(x)和B_(y)信号为平直线,B_(z)信号为斜直线,B_(x)和B_(y)信号的均值以及B_(z)信号的斜率值随应力增加而增大,并在塑性变形后快速下降,三者均能用于表征应力大小;对接焊试样在焊缝区域B_(x)和B_(z)信号具有明显的异变信号,能够指示焊缝位置,B_(x)信号的均值和峰值以及B_(z)信号的斜率值可用于表征试样受到轴向应力的大小。获取了准确、全面的三维金属磁记忆信号幅值及特征变化规律,基于磁荷理论和磁导率模型建立了金属磁记忆信号的物理模型,可对应力损伤进行定位与定量。 展开更多

关键词 标准试样 拉伸试验 金属磁记忆检测 三维金属磁记忆信号 特征提取

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铁基非晶涂层的研究现状及应用

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作者 胡明超 赵运才 +5 位作者 王慧鹏 黄艳斐 邢志国 朱合法 郭伟玲 王海斗 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期179-197,共19页

铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能,被广大研究者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用,而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还保持... 铁基非晶合金以其优异力学性能、软磁性能和耐磨耐腐蚀性能,被广大研究者所关注。但铁基非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制严重影响其在表面防护中的应用,而铁基非晶涂层在突破非晶合金块体材料的室温脆性及尺寸限制的基础上还保持了其高硬度、高耐磨耐腐蚀性能的特点,使其能出色地应用于零件的表面防护,因此针对铁基非晶涂层的研究现状进行系统地总结。主要从铁基非晶涂层材料、涂层制备技术、涂层耐磨耐腐蚀性能以及实际应用四方面综述了近年来铁基非晶涂层的研究进展。结果表明:铁基非晶涂层材料中“Fe-ETM-LTM-M”型的铁基非晶合金粉末的玻璃形成能力最高,雾化法制备出的铁基非晶合金粉末最适用于非晶涂层制备;热喷涂技术制备出的涂层成分均匀,结构致密;激光熔覆技术制备出的涂层能与基体形成冶金结合,结合强度高。因此热喷涂技术和激光熔覆技术成为制备铁基非晶涂层最常用的两种技术,并且都可通过相应的技术调整或添加辅助场手段使制备出的铁基非晶涂层性能更佳;在制备涂层过程中,调配元素组成、增强相的加入和预/后处理都可以为铁基非晶涂层的耐磨耐腐蚀性能的改善做出贡献,扩大了其在复杂工况中的应用前景;铁基非晶涂层通过科研技术人员的性能调控,已在军事、核工业、电力材料防护等方面发挥关键作用。从上述四个不同的角度阐述了铁基非晶涂层的性能提升以及实际应用现状,以期为广大铁基非晶涂层开发的科研技术人员提供参考。 展开更多

关键词 铁基非晶涂层 热喷涂 激光熔覆 耐磨性能 耐腐蚀性能

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大气等离子喷涂过程特性研究进展

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作者 白凯文 黄艳斐 +4 位作者 刘明 张志强 王海斗 高瑞 张寒冰 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期132-149,共18页

大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流... 大气等离子喷涂是目前应用最广泛的热喷涂表面防护技术之一,深入研究其喷涂过程中的特性变化规律与机理,有助于从理化角度优化喷涂工艺,确保喷涂过程的可靠性和可重复性。综述了大气等离子喷涂过程中依次环环相扣的三个阶段:等离子射流、飞行粒子和涂层沉积,并结合试验监测与数值模拟,探讨了各阶段特征特性及其演变规律的相关研究。研究结果表明,在不同阶段中,不同影响参数决定了各阶段的关键特性:射流阶段的温度、速度和稳定性主要受喷枪内电弧能量和等离子体电离能量的影响;飞行粒子阶段的温度、速度和熔融程度取决于射流的加热加速作用、粒子与射流的相互作用时间以及粒子自身的物理性质;沉积阶段的熔滴铺展情况则主要由熔滴撞击时的状态及其与基体和下层熔滴的接触情况决定。对各阶段特性变化规律和机理的研究总结,为实现更可控的喷涂过程和更高的涂层质量提供了理论支持,并为喷涂工艺调整、程序优化和技术改进提供了重要参考。但当前研究仍存在一些挑战,如射流波动的消除以及多粒子堆叠与搭接的深入研究,仍需进一步探索。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 喷涂过程 等离子射流 飞行粒子 涂层沉积

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替代电镀铬的碳化硅类复合电镀技术研究进展 被引量：7

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作者 黄嘉乐 王启伟 +4 位作者 阳颍飞 王晓明 赵阳 朱胜 李卫 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期130-137,共8页

针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述... 针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述,介绍了Ni-SiC、Cu-SiC、Zn-SiC、Ni-P-SiC、Ni-SiC-GO镀层的主要应用,及电解液组分中添加石墨烯和氧化石墨烯以提高复合镀层腐蚀性能的作用和机理。介绍了电解液pH值、温度、浓度对镀层性能的影响,不同的电解液体系中,当p H值、温度、浓度达到最优值时,镀层性能可达到最佳。介绍了SiC颗粒尺寸以及分散方式对镀层性能的影响,颗粒尺寸过小,易发生团聚,颗粒尺寸过大,沉积量降低,通过添加剂和物理搅拌,可以有效解决颗粒团聚的问题,提高颗粒沉积量,从而改善镀层性能。介绍了电源参数对复合镀层性能的影响,复合镀工艺中应当优化电流密度、电模式(脉冲和直流)和占空比等参数。最后,总结了碳化硅类材料复合镀技术的发展趋势,即工艺设计向绿色环保化、镀液体系向多元复合化、工艺控制向智能化方向发展。 展开更多

关键词 电镀铬 SIC 石墨烯 复合电镀 工艺参数

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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状 被引量：1

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作者 朱合法 邢志国 +4 位作者 郭伟玲 董丽虹 王海斗 董瀚 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期89-102,共14页

钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 掺杂 电学性能

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航空航天铝合金腐蚀疲劳失效与寿命预测研究进展 被引量：5

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作者 张宇鹏 王海斗 +4 位作者 董丽虹 金国 底月兰 郭伟玲 黄艳斐 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1893-1913,共21页

铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役... 铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役条件。本文综述了航空航天铝合金的应用现状,从腐蚀疲劳的失效机理角度,详细总结了腐蚀疲劳裂纹萌生机理、扩展机理以及裂纹的萌生位置和裂纹扩展行为,并对典型航空航天铝合金的腐蚀疲劳性能进行了概述,介绍了近年来在预腐蚀疲劳条件和腐蚀-疲劳交替条件下航空航天铝合金寿命预测的方法。从宏观与微观角度对航空航天铝合金腐蚀-疲劳交替过程进行研究,以及建立更加精准的腐蚀疲劳寿命预测模型是未来研究的重点。 展开更多

关键词 航空航天 腐蚀疲劳 裂纹萌生 裂纹扩展 寿命预测

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冷喷涂粒子沉积的数值模拟研究现状

15

作者 王慧鹏 胡泽凌 +5 位作者 郭伟玲 黄艳斐 朱合法 周龙龙 邢志国 王海斗 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期158-176,共19页

机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷... 机械、船舶、航空和医学等领域通常采用冷喷涂技术制备表面薄膜和功能性涂层,其中以金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层较多,并且冷喷涂能很好的保留材料原有特性。但冷喷涂过程中难以观察到粒子的沉积形式、塑性变形和结合状态,无法探究冷喷涂过程中的机理性问题。因此,通常采用数值模拟建立模型的方式来探讨喷涂过程中粒子的沉积机理。基于数值模拟从金属、陶瓷和金属-陶瓷复合三方面,系统分析模型的差异及适用场景,阐述粒子速度、粒子入射角度和粒子尺寸对冷喷涂沉积行为的影响,概括冷喷涂实际应用场景。结果表明,二维模型与三维模型存在边界条件设置和热传导问题,但在特定的情况下,二维模型与三维模型并无差别,且二维模型是一个简化模型,相比较于准确的三维模型更节约时间成本;单粒子与多粒子在喷涂过程中存在热传导问题,并且单粒子模型适用于沉积形式和结合机理的分析,而多粒子模型适用于沉积形貌和实际验证的分析;三个影响因素对沉积行为都有着不可忽视的影响,优化影响因素可大大提高沉积效率,提升涂层质量;虽然对冷喷涂的研究以及制备涂层已经进入大发展阶段,但在实际应用方面却极少,未来对冷喷涂的发展应广泛的应用到实际工作中。从数值模拟模型上分析三种材料的模拟结果,并且对影响因素进行总结,从而对冷喷涂技术的微观过程进行研究,可为冷喷涂沉积机理的研究提供理论认识。 展开更多

关键词 冷喷涂 数值模拟 沉积机理 沉积行为

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低功率激光辐照对弯曲成形件表面残余应力的影响 被引量：2

16

作者 高欢 李正阳 +1 位作者 彭青 闫世兴 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期198-205,共8页

目的针对航空铝合金构件维修加工后存在残余拉应力,进而影响部件使用寿命的难题,研究一种基于低能量输入激光辐照消减构件表面残余应力的方法。方法采用激光辐照材料残余应力集中区域,通过激光热作用诱导弹性内能转化为塑性功,从而降低... 目的针对航空铝合金构件维修加工后存在残余拉应力,进而影响部件使用寿命的难题,研究一种基于低能量输入激光辐照消减构件表面残余应力的方法。方法采用激光辐照材料残余应力集中区域,通过激光热作用诱导弹性内能转化为塑性功,从而降低残余应力。为了验证该方法的可行性,对2A12铝合金试样进行四点弯曲加载,通过不均匀塑性变形产生残余应力,再通过激光扫描应力集中区域诱导表面残余应力局部释放。结果采用X射线衍射法测量表面残余应力的结果表明,激光扫描后,试样表面的残余拉应力完全消除,当激光功率增大到95 W时,残余应力可以消除77%左右。通过理论分析和微观形貌对比,发现材料在激光辐照前后并没有相变。通过分析材料Al(311)晶面X射线衍射峰半高宽的变化,发现激光辐照使材料表面位错密度下降,随着激光功率增大,位错密度下降幅度增大,这也是残余应力降低的原因之一。结论在不改变材料微观组织的前提下,采用低功率激光辐照可以显著降低材料表面残余应力分布。 展开更多

关键词 激光辐照 残余应力 X射线衍射法 微观组织 位错密度

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纵向磁场对铝合金电弧熔敷成形表面精度的影响 被引量：9

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作者 王启伟 朱胜 +2 位作者 徐胜良 王晓明 李卫 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期11-14,共4页

为提高电弧增材制造成形精度,研究纵向磁场作用下铝合金电弧熔敷增材成形工艺,考察不同函数近似表征成形焊道截面轮廓,分析纵向磁场对焊道外形尺寸、润湿角的影响以及提高熔敷层成形精度的作用。结果表明:抛物线和正弦曲线能较好地表征... 为提高电弧增材制造成形精度,研究纵向磁场作用下铝合金电弧熔敷增材成形工艺,考察不同函数近似表征成形焊道截面轮廓,分析纵向磁场对焊道外形尺寸、润湿角的影响以及提高熔敷层成形精度的作用。结果表明:抛物线和正弦曲线能较好地表征成形焊道截面轮廓,电弧增材成形过程加入纵向磁场后,随着励磁电流的增加,焊道余高减小,熔宽增大,润湿角逐渐减小,熔敷层平整度提高;当励磁电流为25 A时,表面平整度最高,成形精度最优。 展开更多

关键词 纵向磁场 电弧 增材制造 成形 表面精度

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电流密度对喷射电沉积Co-Ni-Cr3C2复合镀层组织及性能的影响 被引量：5

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作者 张庆 谭俊 +3 位作者 谢凤宽 孟令东 臧艳 朱晓莹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期191-199,共9页

目的研究不同电流密度下,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中纳米Cr3C2的含量变化及其对组织性能的影响,确定最佳电流密度。方法采用喷射电沉积的方法,选择不同电流密度(30、40、50、60 A/dm^2)制备Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层。利用SEM、XRD、显... 目的研究不同电流密度下,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中纳米Cr3C2的含量变化及其对组织性能的影响,确定最佳电流密度。方法采用喷射电沉积的方法,选择不同电流密度(30、40、50、60 A/dm^2)制备Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层。利用SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、3D测量激光显微镜对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的形貌、成分、结构、硬度和耐磨性能进行研究,并对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层和Co-Ni合金镀层在不同退火温度下的硬度变化进行比较。结果纳米Cr3C2颗粒的加入未明显改变Co-Ni的异常共沉积,在电流密度为40A/dm^2时,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中Cr3C2纳米颗粒的质量分数最高,为12.05%。复合镀层表面凹凸不平,呈瘤状结构。电流密度的增加对复合镀层的成分及相结构影响不大,出现了Co和Cr3C2的衍射峰。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的硬度随电流密度的升高,先增大后减小,在电流密度为40 A/dm^2时,硬度最高,为585HV0.05。复合镀层的摩擦系数在电流密度为30、60 A/dm^2时波动较大,在40、50 A/dm^2时波动较小。其磨损体积随电流密度的升高,先减少后增加,在40 A/dm^2时,磨损体积最小。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层硬度随退火温度的升高,先升高后降低,在退火温度为400℃时,显微硬度最高,为602HV0.05。结论Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在电流密度发生变化时,其Cr3C2纳米颗粒的沉积量、硬度及耐磨性均发生了变化,在电流密度为40A/dm^2时,沉积量最高,硬度和耐磨性能最佳。此外,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在高温退火条件下仍能保持较高的硬度。 展开更多

关键词 喷射电沉积 电流密度 Co-Ni-Cr3C2 复合镀层 组织 性能

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横向交变磁场对铝合金电弧增材成形组织与性能的影响 被引量：5

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作者 李丹 王启伟 +3 位作者 韩国峰 张保国 朱胜 李卫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期126-131,共6页

为细化铝合金电弧增材成形组织晶粒、减少组织缺陷、提高熔覆层的力学性能,在电弧增材成形过程中耦合横向交变磁场制备了铝合金熔覆层,并对熔覆层微观组织结构和力学性能进行表征分析,研究了在横向交变磁场中励磁电流变化对熔覆层组织... 为细化铝合金电弧增材成形组织晶粒、减少组织缺陷、提高熔覆层的力学性能,在电弧增材成形过程中耦合横向交变磁场制备了铝合金熔覆层,并对熔覆层微观组织结构和力学性能进行表征分析,研究了在横向交变磁场中励磁电流变化对熔覆层组织和性能的影响。结果表明:在磁场作用下,凝固组织中粗大柱状晶数量减少,等轴晶数量增多,晶粒尺寸细化。当励磁电流为11 A时,熔覆层截面平均显微硬度为83.9HV,较无磁场时提高近10%。当励磁电流为8 A时,在横、纵两方向上抗拉强度分别为275.7 MPa、254.3 MPa,平均延伸率分别为21.9%、26.2%,综合力学性能均高于未引入磁场。 展开更多

关键词 电弧增材制造 横向交变磁场 铝合金 显微组织 力学性能

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糖精钠对Co-Ni合金镀层组织和性能的影响 被引量：3

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作者 唐振 谭俊 +1 位作者 叶雄 张庆 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2019年第9期7-12,共6页

通过喷射电沉积的方法制备了高钴含量的钴镍合金镀层,并研究了添加剂糖精钠对镀层表面形貌、组织成分、微观结构、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,糖精钠的添加并不影响镀层的成分及结构,但其可以使Co-Ni合金镀层的组织得到细化,... 通过喷射电沉积的方法制备了高钴含量的钴镍合金镀层,并研究了添加剂糖精钠对镀层表面形貌、组织成分、微观结构、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,糖精钠的添加并不影响镀层的成分及结构,但其可以使Co-Ni合金镀层的组织得到细化,进而增强镀层性能。当糖精钠添加量为1g/L可以使镀层力学性能得到显著增强,此时镀层硬度达565 HV,耐磨性最好。 展开更多

关键词 钴-镍合金镀层 喷射电沉积 糖精钠 微观结构 显微硬度 耐磨性

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