一、模具表面强化的常用方法（论文文献综述）
梁言[1]（2021）在《新型铸造模具钢YBD-4焊接修复区组织与性能研究》文中研究指明近些年来,家用汽车的逐渐普及不仅极大地推动了汽车制造业迅猛发展,也强烈地刺激了冲压模具产品消费的爆发式增长。汽车模具材料主要使用锻造合金模具钢,其制造周期长,材料浪费大,经济效益差。而铸造合金模具由于能够近终成型、工艺简单、材料利用合理、制造周期短、成本低等优势逐渐替代锻钢模具。因此,汽车等冲压模具“以铸代锻”具有重要工程价值和经济价值。在制造过程中的铸造环节,铸造模具钢产生气孔、夹渣、缩松等表面缺陷是不可避免的。同时,在长期服役过程中铸造模具钢很容易发生崩刃、磨损、变形等表面损伤。这些缺陷和损伤会直接导致铸造合金模具钢铸件或模具报废,造成巨大的经济损失。因此,修复这些缺陷和损伤是业内面临的重大工程技术问题。铸造模具钢的铸件及模具焊接修复方法、修复区组织的表征和性能评价仍是当前亟待解决的科学问题。本文以新型铸造模具钢YBD-4为研究对象,开展新型铸造模具钢铸造缺陷和服役损伤修复区微观组织与力学性能研究。其中包括模具钢微观组织对焊接修复性能影响及机理研究;焊接工艺参数优化提高焊接修复区力学性能研究;热处理工艺对修复区微观组织与力学性能影响对比研究;模具钢焊接修复区温度场与应力场有限元仿真分析;模具钢焊接修复区评价理论模型以及表面强化提升模具钢焊接修复区性能研究。基于一种新开发的铸造缺陷修复方法,本文开展了新型冷作模具钢YBD-4可修复性研究,该方法被定义为圆坑修复法。模拟模具表面气孔、缩松等缺陷,研究了圆坑尺寸对组织和硬度的影响。研究结果表明,圆坑尺寸能够显着影响修复区组织和显微硬度分布。圆坑尺寸增加,组织从细小的针状马氏体+少量残余奥氏体逐渐向粗大针状马氏体+残余奥氏体转变。硬度起伏逐渐变小,最大硬度降低明显。控制圆坑尺寸可以调节和控制修复区与基材的性能匹配。铸造模具钢铸造缺陷修复区的显微硬度分布图显示,最大显微硬度,最小显微硬度和基材显微硬度是三个主要特征参数,也是影响铸造模具钢修复区磨损性能的关键参数。本文基于最大显微硬度,最小显微硬度和基材显微硬度这三个主要特征参数建立了模具钢焊接修复区性能评价方法,并提出了修复区显微硬度波动系数理论模型。采用波动系数模型对不同尺寸、不同热处理工艺下的圆坑修复区性能进行评价。实验结果表明,当圆坑直径控制在Φ20 mm左右时,波动系数最小,可以获得最佳的性能匹配。热处理工艺可以降低波动系数,提高模具性能。在长期服役过程中,表面划伤和裂纹等是模具的主要失效形式。针对上述问题,对新型铸造模具钢YBD-4服役损伤修复区组织与性能进行了研究。结果表明,焊缝区硬度远高于母材的硬度656 HV,最高可达863 HV,焊接修复区的硬度从焊缝到回火区呈逐渐减小的趋势,最终降至300 HV左右。当热输入为6.6 k J/cm时,硬度相对于其他热输入起伏小,波动系数小,修复性能更好。焊接修复过程中,焊接热输入影响修复区的温度场,进而影响组织变化和修复区的残余应力分布。为了揭示温度场对焊接修复区残余应力分布的影响,本研究采用商用有限元软件ABAQUS模拟计算新型铸造冷作模具损伤修复温度场对残余应力的影响。计算结果表明,预热可以有效改善修复区的残余应力,不预热条件下残余应力比300℃预热下高出1倍。通过模拟计算得出,确定最佳焊接预热温度为300℃。铸造模具钢焊接修复区表面硬度决定其磨损性能。因此,提高表面硬度可以改善其耐磨性,进一步提升修复区的服役性能。本研究采用喷丸与旋压两种方法对服役损伤修复区进行强化,并开展了力学性能测试分析。结果表明,调质态修复区焊接软化部位显微硬度明显提升,喷丸强化后显微硬度提升18%,旋压强化后显微硬度提升40%。本研究采用销盘实验的方法测试了修复区的磨损性能,结果表明,软化区磨损性能明显改善,磨损率降低41%。两种强化方法均能在表层引入一定量残余压应力,改善表面应力分布。喷丸强化处理后引入了50-140 MPa不等的残余压应力,旋压强化引入了300-560MPa的残余压应力。表面强度的提升和残余压应力的引入均有助于改善铸造模具的服役寿命。综上所述,焊接修复可以弥补铸造模具的铸造缺陷和服役损伤,但是修复区的尺寸和预热工艺显着影响修复性能和修复效果。基于焊接修复区最大显微硬度、最小显微硬度和基材平均显微硬度建立的波动系数模型可以有效地评价焊接修复区的修复效果,同时该修复效果也得到了磨损实验结果的验证。本文的研究成果为新型铸造模具钢缺陷和损伤修复性能评价提供了科学依据,为修复区性能评价提供了评价方法和理论模型,对未来新型铸造模具钢大规模产业化应用起到了良好的推动作用。
张茂,张嘉城,谈发堂,王维,王新云,胡树兵,邓燕,王爱华,管延锦,翟月雯,曾琨[2]（2021）在《模具清洁热处理过程的形性精确控制》文中研究表明大型汽车覆盖件模具、精密锻造模具和精密注塑模具等关键高档模具对热处理的精密性、耐磨性、抗氧化性以及冲击韧性等指标提出了更为苛刻的要求,采用先进热处理技术以实现形性精确控制成为必然趋势。与此同时,节能减排和清洁生产是我国建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择和实现"碳达峰"目标的必由之路。因此,推广真空热处理、激光淬火、PVD镀膜等先进清洁热处理技术在模具行业的应用成为提高我国模具制造行业技术水平的重要途径。针对模具清洁热处理过程的形性精确控制的现状、问题以及未来发展趋势进行了综述,并提出了推广应用模具清洁热处理技术与装备的具体建议。
郑瀚森[3]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中研究说明层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
胡志强[4]（2021）在《热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究》文中研究指明5CrNiMoV钢是典型的Cr-Mo-V系马氏体型热作模具钢,广泛用于制造各种热锻模具,但热强性不足的问题影响着其使用寿命和应用范围。为此,本文基于热动力学计算,对5CrNiMoV钢进行合金成分优化,开发出一种兼备较高硬度和良好韧性的新型热作模具钢5CrNiMoVNb。借助热膨胀相变仪、电子万能试验机、Gleeble热压缩试验机、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热疲劳试验机等研究了 Cr-Mo-V系热作模具钢热变形行为与服役性能,揭示了热作模具钢热变形机制及微观组织演变规律,解释了 Mo、V等合金元素对热作模具钢高温热稳定性、热疲劳性能的影响机理。本文获得以下主要研究结果:（1）新型热作模具钢5CrNiMoVNb中碳化物含量明显增多,特别是MC型碳化物,670℃以下MC、M23C6和M7C3碳化物含量基本恒定,有利于提高材料常温强韧性、高温热稳定性和热疲劳性能等;其中Mo、V和Nb合金元素的增加提高了合金元素的固溶温度和固溶度,有利于抑制奥氏体晶粒的粗化。相较于5CrNiMoV钢,5CrNiMoVNb钢可以在更宽泛的淬火+回火温度范围内获得更优异的力学性能,其中5CrNiMoVNb钢最佳热处理工艺为:940℃淬火+600℃回火2h。（2）基于Gleeble单双道次热压缩实验,研究了这两种Cr-Mo-V系热作模具钢的高温热变形行为,构建了 5CrNiMoV钢高温流变应力模型、动态再结晶模型、亚动态再结晶模型和晶粒长大模型等,具有较高的准确性,可用于大型模块自由锻过程模拟。热变形过程中,5CrNiMoV钢的奥氏体晶粒尺寸随变形温度的升高、应变速率的减小而增大;当发生完全动态再结晶时,高的应变速率和较低的变形温度有利于应变储存能的提高,从而促进再结晶晶粒的细化。此外,不同变形条件下的再结晶晶粒尺寸变化及晶界形貌特征表明:非连续动态再结晶（DDRX）是在5CrNiMoV钢热变形过程中发生再结晶形核和晶粒长大的主要机制。（3）5CrNiMoV钢中马氏体相与母相奥氏体位向关系更符合N-W取向关系。奥氏体热变形微观织构研究表明,相同应变速率下,温度越高,MAD（随机取向分布）值越大,旋转Cube织构组分越强;相同热变形温度下,应变速率越大,MAD值越小,变形织构组分越少,这是因为活性滑移系的增大以及奥氏体晶粒的细化。此外,马氏体相变织构一方面取决于相变过程变体的选择,另一方面,马氏体相变织构总是向与母相取向差较小的方向转变。（4）基于已获得的5CrNiMoV钢的材料模型,建立了 5CrNiMoV钢大型热作模块的自由锻有限元模型。自由锻模拟研究表明:在多道次拔长过程中,提高压下速率,选用较小的砧宽,不仅可以细化晶粒,还可以提高大型热作模块变形的均匀性。基于正交模拟试验,优化了 5CrNiMoV钢大型热作模块自由锻拔长工艺,最佳工艺参数为:压下速率40mm/s、砧宽1000mm和单道次压下量25%。（5）对比5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢高温热稳定性可以发现,在600和650℃时,5CrNiMoVNb钢的高温热稳定性较5CrNiMoV钢分别提高了 35%和45%。两种Cr-Mo-V系热作模具钢的初始回火组织均由回火马氏体和碳化物组成,由于5CrNiMoVNb钢碳化物含量较高,且大部分碳化物呈颗粒状弥散分布在基体上,5CrNiMoVNb钢具有较好的高温热稳定性和抗回火软化性能。此外,由于Cr、Mo和V等中强碳化物形成元素含量较为合理,5CrNiMoVNb钢热稳保温过程中的主要析出强化相MC、M7C3和M23C6具有极低的粗化速率系数。通过工艺调控,使5CrNiMoV钢中残留一定量的残余应变,可以提高材料内部位错胞、马氏体板条界等缺陷数量,有利于抑制热稳保温过程中基体组织的粗化,改善碳化物形貌,抑制碳化物粗化,从而提高5CrNiMoV钢的热稳定性能。（6）基于自约束疲劳试验,对比分析了 5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢的热疲劳性能,经过2000次热疲劳循环后,两种钢中均出现热疲劳裂纹,主裂纹长度分别为184.47μm和104.06μm,5CrNiMoV钢中热疲劳裂纹长度、宽度和数量均大于5CrNiMoVNb钢,由不同循环次数的主裂纹长度、宽度关系可以判定,5CrNiMoVNb钢的热疲劳寿命较5CrNiMoV钢大约提高了 50%;对比不同热疲劳循环次数的热疲劳裂纹,还可以发现5CrNiMoVNb钢热疲劳裂纹的萌生和扩展速率明显小于5CrNiMoV钢。此外,由于小颗粒碳化物含量较高,对位错运动、组织粗化抑制作用较强,5CrNiMoVNb钢具有更好的组织稳定性和强韧性能,因此5CrNiMoVNb钢热疲劳性能优于5CrNiMoV钢。
殷学俊[5]（2021）在《5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究》文中认为5CrNiMo热作模具钢价格低廉,常被用于制造大中型模具,在较高温度下具有良好的淬透性以及综合性能,但常规热处理后的5CrNiMo热作模具钢热稳定性严重不足,硬度低耐磨性较差,并且高温磨损是其主要失效形式。扫描电子束表面改性技术是近几十年来发展起来的一种新型表面处理技术,能够有效改善材料表面的综合性能。本文以5CrNiMo热作模具钢为研究对象,基于传热学原理,利用有限元仿真软件建立扫描电子束表面改性温度场数学模型,探究扫描电子束表面改性过程中表面不同时刻的温度场分布规律;根据仿真结果设定合理的扫描电子束工艺参数,研究扫描电子束束流和电子枪移动速度对5CrNiMo热作模具钢表面形貌、显微组织及力学性能的影响。最后根据模具实际生产要求,探究调质处理时不同回火温度对扫描电子束处理后的试样改性层的影响。研究结果表明:扫描电子束表面改性处理可以使5CrNiMo热作模具钢表面温度迅速加热到熔点以上,达到熔融态,在扫描电子束收束阶段,由于热量传递较慢,表面温度较稳定阶段有所升高。经扫描电子束处理后,试样横截面形貌分为熔融区、热影响区和基体。改性层深度随着束流的增加和电子枪移动的减小呈现增大的变化规律。熔融区出现柱状晶和等轴晶,晶界内部有大量超细小的隐晶马氏体,热影响区主要由少量板少量马氏体、残余奥氏体、未熔铁素体,以及大量细小的合金碳化物颗粒和白色粒装析出物组成。由于熔融区组织晶粒被细化,导致熔融区显微硬度高于热影响区。随着扫描电子束束流的增大,试样表面显微硬度呈现非线性增加,束流为4m A时,表面显微硬度达到最大值876.5HV,相比于基体表面显微硬度提高了2.43倍,随着电子枪移动速度的增加,表面显微硬度呈非线性降低,电子枪移动速度为300mm/min时,试样表面显微硬度值达到862.7HV。试样表面粗糙度随着束流的增加以及电子枪移动速度的增加,均呈现先减小后增加的变化规律,当束流为3m A,电子枪移动速度为360mm/min时,试样表最为光滑平整无熔坑等缺陷,表面粗糙度由原始的2.437μm降低至0.886μm,扫描电子束处理具有表面抛光的作用。经过扫描电子束表面改性处理,5CrNiMo热作模具钢表面耐磨性得到明显提升,表面耐磨性随束流的增加和电子枪移动速度的增加均呈现先升高后降低的变化规律,束流为3m A,电子枪移动速度为360mm/min时,表面耐磨性最好,说明扫描电子束表面改性处理可以有效改善模具表面综合性能,延长模具的使用寿命。根据模具实际加工生产要求,发现回火温度对试样熔融区显微组织及力学性能影响不大,热影响区则会生成多相组织,并且热影响区显微硬度随着回火温度的升高逐渐降低。
李强[6]（2021）在《微纳米陶瓷颗粒对亚共晶铝硅合金凝固组织和力学性能的影响机制》文中研究表明通过向铝合金熔体中引入陶瓷颗粒对其凝固组织构型和析出动力学进行调控,可以显着提高铝合金的宏观力学性能。陶瓷颗粒的尺寸、种类以及添加方法是影响铝合金性能的关键因素。近年来,在传统的单一颗粒基础上,研究人员提出了混杂颗粒的概念（双尺度颗粒和双相颗粒）,研究表明混杂颗粒作为铝合金调控剂具有超越传统单一颗粒的晶粒细化效率和强韧化效果。另外,亚共晶铝硅合金是铝合金中最常用的一种铸造铝合金,然而传统的孕育颗粒或者增强颗粒容易引发严重的“毒化”问题,新型颗粒的设计与开发已经成为进一步提高铝硅系合金综合性能空间的关键因素。本文通过燃烧合成法在Al-Ti-B4C-BN体系以及Al-Ti-B体系中成功制备了双相微纳米TiCN-TiB2颗粒以及双尺度TiB2颗粒。以商业纯铝为模型,采用中间合金重熔稀释+超声辅助搅拌铸造技术对比分析了不同颗粒类型、尺寸等对商业纯铝凝固行为、微观组织和力学性能的影响;对比研究了内生微米、双尺度TiB2颗粒强化处理亚共晶Al-7Si-4Cu合金晶粒细化和强韧化的影响规律;研究了双相TiCN-TiB2颗粒对热处理态Al-10Si-0.7Mg合金以及铸态Al-10Si-2.0Mg合金微观组织和室温力学行为的影响规律。揭示了双相TiCN-TiB2颗粒、双尺度TiB2颗粒对铝硅系合金凝固行为、微观组织以及力学性能的影响规律及其机制。本文主要创新点如下:1)首次采用燃烧合成法在Al-Ti-B4C-BN体系中成功制备了内生双相微纳米TiCN-TiB2颗粒,并对比分析了不同颗粒类型、尺寸以及凝固条件对商业纯铝模型组织和室温力学性能的影响及其机制。i)揭示出微纳米颗粒可以显着降低α-Al的形核过冷度,再辉平台特征明显减缓,微纳米颗粒在凝固过程中可以作为α-Al的异质形核核心,提高形核率。在较高温度梯度下双相TiCN-TiB2颗粒仍然可以实现柱状晶向等轴晶的转变,形核潜力高于微米TiCN颗粒。ii)揭示出微纳米颗粒可以显着细化α-Al晶粒,并且随着陶瓷含量的增加,晶粒尺寸不断细化。发现微/纳米颗粒细化商业纯铝效率:内生颗粒强于外加颗粒,双相强于单相,纳米强于微米。揭示出微纳米颗粒的细化机制:微米颗粒比纳米颗粒形核潜力大,而纳米颗粒既可以作为α-Al的异质形核核心,又可以阻碍晶粒的生长;对于双相TiCN-TiB2颗粒则兼具微/纳米的优势,表现出了更高的晶粒细化效率。iii)揭示出外加纳米SiC和内生TiCn-Al3Tim颗粒可以显着提高商业纯铝的室温和高温强度,且随着颗粒含量的增加,强度不断提高,但同时塑性也不断降低;而外加微/纳米TiCN颗粒和内生TiCN-TiB2颗粒可以同时显着提高商业纯铝的室温强塑性。发现高含量微/纳米颗粒显着强化商业纯铝的室温和高温拉伸性能,外加纳米SiC颗粒<内生TiCn-Al3Tim颗粒;发现微含量微/纳米颗粒显着强化商业纯铝的室温拉伸性能,外加微米TiCN颗粒<外加纳米TiCN颗粒<内生TiCN-TiB2颗粒。iv)揭示出微纳米颗粒强化商业纯铝的机制:室温强化机制为热错配强化、纳米颗粒的奥罗万强化以及细晶强化;高温强化机制为纳米颗粒对晶界的钉扎以及对位错攀移的阻碍。2)采用燃烧合成中间合金+超声辅助搅拌铸造法技术制备了内生微米TiB2颗粒和微纳米TiB2颗粒强化处理亚共晶Al-7Si-4Cu合金。研究并揭示了不同尺度TiB2颗粒对亚共晶Al-7Si-4Cu晶粒细化和强韧化的影响规律及其机制。i)发现调整Al-Ti-B体系中Al的含量可以成功制备出微米尺度和微纳米双尺度的内生TiB2颗粒。当Al为50 wt.%时,TiB2为微米颗粒（0.73μm）;Al为20wt.%时,TiB2为微纳米双尺度颗粒（20 nm～350 nm）。ii)揭示出内生双尺度TiB2颗粒可以同时显着提高Al-7Si-4Cu合金的强塑性,且比微米尺寸TiB2颗粒强韧化效率高。强化机制贡献强弱为:θ′析出强化、热错配强化、奥罗万强化以及细晶强化。塑性提高机制包括:初生α-Al晶粒和共晶Si颗粒的细化以及较小的TiB2颗粒尺寸。iii)发现与微米尺度颗粒相比,微纳米双尺度TiB2颗粒更显着细化初生α-Al枝晶和共晶Si。初生α-Al细化机制:亚微米TiB2颗粒促进α-Al的异质形核,而纳米TiB2颗粒可以有效抑制α-Al晶粒生长。共晶Si细化机制:α-Al晶粒细化使形成弥散分布枝晶间液相微区,对共晶Si生长的限制作用导致共晶Si细化;θ′析出相细化机制:TiB2颗粒在淬火过程中诱发几何必须位错的产生,促进θ’析出相的形核和弥散分布。3)揭示了纳米TiCN、内生双相TiCN-TiB2颗粒对T6热处理态Al-10Si-0.7Mg合金的微观组织和力学性能的影响规律及其机制。i)揭示出燃烧合成法制备的纯净双相TiCN-TiB2颗粒在Al-10Si-0.7Mg合金中具有优异的高温稳定性和化学稳定性,而外加纳米TiCN颗粒和Al-Ti-B4C-BN体系熔体内反应法形成了大量针状或块状Al3Ti相。ii)揭示燃烧合成法制备的双相TiCN-TiB2颗粒可以显着细化Al-10Si-0.7Mg合金的初生α-Al和共晶Si结构。凝固过程中亚微米TiB2颗粒可以作为初生α-Al的异质形核核心,而纳米TiCN颗粒吸附在固/液界面前沿阻碍晶粒的生长,双重作用导致α-Al晶粒显着细化。另外,纳米TiCN颗粒可以作为共晶Si的异质形核核心,另外,初生α-Al的细化改变了空间构型,促进了共晶Si的细化。iii)揭示出燃烧合成法制备的双相TiCN-TiB2颗粒可以显着提高Al-10Si-0.7Mg合金的综合力学性能。晶粒的显着细化和共晶Si的长径比显着降低促进合金的塑性明显提高。在0.5 wt.%添加量下,强塑积从3354.7 MPa%显着提高到5433.4MPa%,增加了62.0%。4)成功设计出高强韧铸态Al-10Si-2.0Mg合金,研究并揭示了双相TiCN-TiB2颗粒以及低温稳定化处理对铸态Al-10Si-2.0Mg合金的微观组织和室温力学行为的影响规律及其机制。i)揭示出随着Mg含量增加,α-Al二次枝晶臂间距、共晶Si以及Mg2Si化合物显着细化,且强塑性同时提高。强度提高机制:固溶强化、溶质团簇、α-Al的细化。塑性提高机制:α-Al细化、共晶Si和Mg2Si的细化。ii)揭示出双相TiCN-TiB2颗粒显着细化铸态Al-10Si-2.0Mg合金的微观组织。α-Al显着细化77.4%,双相TiCN-TiB2颗粒诱导共晶Si颗粒表面形成高密度孪晶,促进了共晶Si的各向同性生长,导致共晶Si细化。iii)揭示出双相TiCN-TiB2颗粒可以同时提高铸态Al-10Si-2.0Mg合金强塑性,且低温稳定化处理可以进一步提高强度。TiCN-TiB2颗粒不仅提高了溶质原子的固溶度,而且加速了析出动力学。屈服强度和抗拉强度分别为184.3 MPa和296.2 MPa,且断裂应变仍然高达11.8%。强度提高机制:细晶强化、双相TiCN-TiB2颗粒引起的热错配强化和奥罗万强化以及GP区和pre-β’’纳米析出相强化;塑性提高机制:初生α-Al以及共晶Si颗粒的细化。
米炫霖[7]（2021）在《2738模具钢的工业机器人激光淬火工艺研究》文中进行了进一步梳理为避免汽车模具过早失效,可以对其进行表面强化。激光淬火能使模具表面硬度提高的同时还能保持模具内部的良好强度和韧性,还可以提高模具的疲劳强度、耐磨性、耐腐蚀性和冲击韧性,最终提高模具的使用寿命。而影响这些性能的主要因素就是激光淬火工艺参数。本论文以2738模具钢为研究材料研究了各项工艺参数对淬火质量的影响,构建了一定工艺参数范围内的数学模型。主要研究内容分为以下几个方面:1)以上海新时达SR20六轴柔性生产机器人、中科先为激光科技单模连续光纤激光器为基础,搭建了机器人激光淬火工作站。形成矩形光斑尺寸为2mm×10mm、最大功率为1500W的光纤激光淬火机器人。为汽车模具的激光淬火提供了基础解决方案。2)研究了光斑移动速度与淬硬层质量的关系,建立了在保持激光输出功率不变,光斑移动速度变化的情况下淬火宽度和深度的数学模型,淬硬层深度模型预测值与实测值的差距在7.43%以内,淬硬层宽度模型预测值与实测值差距在3.66%以内。3)建立了激光输出功率和光斑移动速度双因素影响淬火质量的数学模型,淬硬层深度的数学模型预测值与实测值的差距在2.08%以内。淬硬层宽度的数学模型预测值与实测值的差距在0.94%以内。4)建立了入射偏移角度和光斑移动速度双因素与淬硬层深度的数学模型。该模型预测值与实测值误差在7.64%以内。分析了激光光束入射角度发生变化时,淬火质量的改变,结果表明当激光光束入射角度发生改变时淬硬层的表面硬度出现以光束中心为界两边不对称的现象,硬度差为100HV0.1左右。当入射角度偏移大于8°时,淬硬层深度会有25%～49%的减小。5)进行了多道淬硬层搭接的实验,采用理论分析与硬度插值法分析理论底部平整度、直观显微底部平整度、表面硬度的平整性与均匀度、截面硬度的平整度和均匀性,对比了两种搭接率的整体质量,结果表明,理论上50%的搭接率淬硬层的底部平整度要优于30%搭接率,直观形貌也证明了这一点,但截面硬度薄板样条插值图表明,30%搭接率的截面硬度要比50%搭接率的截面硬度均匀。
崔有正[8]（2021）在《球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究》文中指出零件的表面形貌对于诸如耐磨性、抗疲劳性及耐腐蚀性等使役性能有着重要影响。如汽车覆盖件模具表面的耐磨性、抗疲劳性直接决定了工件成形质量和模具使用寿命。自然界中某些生物体表的凹坑形非光滑形态具有较好的耐磨性能。采用激光加工等方法在零件表面制备出凹坑形仿生非光滑表面,是一种提高表面使役性能的有效方法。高速球头铣削可形成具有规则分布的凹坑状表面形貌,且相对于激光加工制备技术具有加工效率高、作业范围广、生产成本低的优点。因此,将仿生非光表面的相关理论与高速加工技术进行有效结合,对于提高零件的安全服役性能、延长使用寿命有着重要实际意义。本文以汽车覆盖件模具常用材料Cr12Mo V为研究对象,结合其服役环境和主要失效形式,以蜣螂体表凹坑形非光滑形貌为参考,在仿生表面高速铣削加工可行性分析基础上,对仿生表面的磨损特性与抗疲劳性能进行了探索。首先,以仿蜣螂体表四边形凹坑形貌为仿生设计原型,并对其体表凹坑非光滑表面形貌进行了提取与分析。从磨屑收集、存储与力矩效应,以及应力缓释、负压减阻、快速散热等方面,对工件仿生表面的减阻、耐磨机理进行分析;对工件表面仿生四边形凹坑形貌对疲劳裂纹扩展的阻滞作用也进行了分析。采用球头铣削加工实验,验证采用球头铣削制备仿生凹坑形表面的可行性,并对其相关指标进行了检测,满足仿生表面形貌参数的实际要求。其次,分析球头铣削加工表面进给残留和行距残留的形成机理,研究加工参数对表面残留形貌的影响规律。设计单因素铣削实验,验证表面形貌仿真模型的准确性和可靠性,论证相位差Δφ对表面形貌微单元凹坑形状的影响规律,验证球头铣削加工制备四边形和六边形凹坑表面形貌微单元方法的可行性。再次,通过采用数值模拟仿真与摩擦磨损试验相结合的研究方法,从稳定摩擦系数、磨屑收集,存储能力、应力分散和缓释及热交换效应等减磨机理方面优选出具有最佳减阻、耐磨性的仿生表面,得出工件表面仿蜣螂体表四边形凹坑形貌具有最佳的减阻和耐磨性,其摩擦系数相对于抛光试件的摩擦系数降低了23.6%。确定了不同切削参数对仿生表面形貌耐磨性的影响,获得了具备良好耐磨性切削参数组合方案。最后,分析高速球头铣削仿生凹坑形貌与抗疲劳性能之间的相关性及影响机制。基于Neuber模型构建球头铣削加工参数、表面形貌应力集中系数及疲劳寿命三者之间的数学模型,通过理论分析、模拟仿真及试验验证四边形仿生凹坑表面具有较好的抗疲劳性能。此外,从疲劳裂纹扩展的角度分析,得出仿生蜣螂体表四边形凹坑形貌对疲劳裂纹扩展具有一定的阻滞作用的结论。通过对仿生试件疲劳断口的观测,获得了相关疲劳断裂信息。
安学甲[9]（2021）在《原位生成WC增强镍基涂层激光熔覆工艺及其数据库研究》文中研究表明H13模具钢被广泛的使用在冲击载荷较大的压铸模、锻模及热挤压模中,模具在较大载荷的作用下容易出现磨损、龟裂及断裂等失效形式。激光熔覆是一种先进的表面强化技术,能够提高模具的使用寿命。原位生成颗粒增强熔覆层,具有热力学稳定、颗粒与基体界面洁净、颗粒结合强度高及合成工艺简单等特点。本文基于激光熔覆技术,在H13模具钢表面制备了原位生成WC增强Ni基涂层,提高了模具钢的硬度和耐磨性,延长了模具的使用寿命。具体研究内容如下:（1）激光熔覆Ni基涂层有限元分析利用JMat Pro材料分析软件,计算了Ni60与（W+C）混合粉末的热物性参数,采用平面连续热源,基于COMSOL模拟仿真软件,对原位生成WC增强Ni基涂层进行了温度场和热应力场的仿真分析,得到了较理想的激光工艺参数范围。通过对熔覆层热应力循环的分析,得出了涂层中最大热应力及残余应力值;发现了熔覆涂层中的交变热应力,并得出了最大应力幅的数值。通过对熔覆层热循环及热应力循环分析,得出了熔覆层的深度。根据仿真所得的工艺参数进行激光熔覆实验,验证了仿真结果的准确性。（2）原位生成WC增强Ni基涂层的制备通过HSC软件,分析了熔覆过程中可能存在的原位反应,确定了WC原位生成的可行性。制备了原位生成WC增强Ni基涂层与外加WC增强Ni基涂层,从涂层形貌、颗粒形态、涂层硬度及耐磨性方面进行了对比分析,原位生成WC增强Ni基涂层的性能高于外加WC增强Ni基涂层。制备了不同工艺参数及不同粉末比的原位生成WC增强Ni基涂层,得到了激光工艺参数对原位生成WC增强Ni基涂层的物相、显微组织及显微硬度的影响规律。对不同粉末比条件下的原位生成WC增强Ni基涂层进行了摩擦磨损性能分析,揭示了原位生成WC增强颗粒对熔覆层性能摩擦磨损性能的作用机制。（3）激光熔覆数据库建立在Windows平台利用Visual Basic语言和ACCESS2003共同创建激光熔覆工艺数据库,数据库主要包含数据及图像两个模块:数据模块可以实现激光熔覆工艺参数及熔覆涂层性能参数的录入,还能够通过工艺参数对熔覆涂层性能参数进行查询;图像模块则可以实现对涂层相图的存放及查询。
李保永[10]（2021）在《Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金轻量化结构高温成形技术及装备》文中指出超声速及高超声速飞行对结构件的承载效率、耐热能力、结构功能一体化程度提出了更高要求。以Ti2Al Nb为代表的钛铝系金属间化合物是当前最有可能替代高温合金的新型耐热轻质高性能材料之一,工程化应用需求十分强烈。多层中空夹层多应用成形/连接组合工艺实现制造,是同时实现结构减重和结构功能一体化的重要技术途经。本课题来源于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“高马赫数飞行器复杂构件超高温成形装备及关键技术”项目（编号2014ZX04001-141）,研发了三热态工位热成形机和最高使用温度1200℃超塑性成形机,对可在650℃以上温度下使用的Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金板材的高温变形能力及典型连接性能进行研究,并在此基础上成形了Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金典型多层结构设计方法与制备可行性验证。研发了三热态工位热成形机和最高使用温度1200℃超塑性成形机。三热态工位热成形机优选耐热钢ZG40Cr25Ni20Si2制造加热平台,有2个可移动下平台,可实现在“预热-成形-缓冷”3个热态工位间按需转运,满足最高使用温度1000℃指标;超高温超塑成形机应用新型硅线石陶瓷制造加热平台,采用“电阻丝+电极板+电缆线”供电加热方式,形成自主可控“气-液复合”随动加载控制系统,国际首个实现空气气氛下最高使用温度1200℃指标。采用炉内热处理和脉冲电流热处理研究Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金组织性能演变,发现脉冲电流降低了相变温度,加速了B2相转变,在很短时间内,降低形核热动力学势垒,增加原子扩散。在较低温度和较高应变速率下电流可以加速动态再结晶。电流可诱导织构演化,消除原有轧制织构,形成不同取向的微观结构。当电流热处理条件为1050℃/1min时,Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金板材超塑拉伸性能最佳,延伸率达到224.6%,这是因为处理后试样组织内部含有大量的亚晶组织,在高温变形中初始的B2和α2相转变为O相,同时发生动态再结晶,呈现出细晶超塑性。随着电流热处理时间延长,断口处孔洞数量变少,断口孔洞体积分数和尺寸随着电流热处理时间的增加而略有变化,为准解理/韧窝混合断裂模式。设计了8种蒙皮结构,在同等的重量、边界约束、压力下,开展了承载能力分析,几字型加强筋结构承载能力最高。两相邻加强筋距离、宽度相同时,加强筋越高,承载能力越强。分析了双层蒙皮超塑成形过程,根部圆角过渡处最先贴模,其次十字交叉筋凸起处贴模,再次T字加强筋凸起处贴模,最后加强筋凸起圆角贴模;随着应变速率减小加强筋壁厚最小数值有所增大。采用Zr O2陶瓷模具进行了双层蒙皮超塑成形,在成温度为950℃～980℃、最大压力3MPa下成形后陶瓷模具表面明显优于金属模具。通过对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金三层波形加强结构超塑成形过程有限元分析,研究了各因素对成形质量的影响及主次关系,厚度比越大沟槽深度越小即成形质量越好,夹角越小沟槽深度越小即成形质量越好,连接区越宽沟槽深度越小即成形质量越好;当成形后角当蒙皮芯板厚度比一定且达到满足精度要求的值时,不同芯板厚度条件下沟槽高度在一定范围内随着芯板厚度减小而逐渐增大但均能达到精度要求;可采取在连接区处添加板材的方法解决成形过程出现沟槽问题;成形过程采取相对缓慢的加压方式,芯板及蒙皮减薄率减小;采用选定加载曲线进行成形的三层结构件,总成形时间延长,最大压力增加,保压时间增长,最终成形件表面光滑,无沟槽等缺陷出现,成形效果良好。优选的激光焊接穿透工艺参数满足了超塑成形的需要,成形后焊接接头无明显变化,证明采用激光焊接可部分的取代扩散连接,并缩短工件热循环周期,提高连接质量的可检验性。建立了四层轻量化结构三种典型结构设计形式,并采用有限元的方法进行三种四层结构整体成形的可行性及过程缺陷形成与控制分析,并进行了典型四层结构试制。X形芯层四层加强结构成形过程会发生板材的减薄,但与传统密集栅格加强四层结构相比,板材减薄率较小,且扩散连接过程和超塑成形过程可分开单独进行;立式芯层支撑加强四层结构,在设计芯板尺寸时可以使得立筋部位只发生弯曲变形,解决了成形过程的减薄问题;X形芯层四层加强结构成形完成后,与芯层的扩散连接区域的数值明显的低于超塑成形区域的数值,表明此处出现了沟槽或出现沟槽的趋势较大。面板与芯层扩散连接区域的宽度越小,出现沟槽的风险越大。为了防止面板与芯层扩散连接区域出现沟槽,应适当加宽扩散连接区域的宽度;立式芯层四层结构成形时芯层与面板扩散连接区域的一端要发生弯曲变形。由于弯曲变形时中性层外侧的金属受拉应力,而此处的芯层已经与面板扩散连接成一体,所以在拉应力的作用下使芯层凹陷,最终形成沟槽。
二、模具表面强化的常用方法（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、模具表面强化的常用方法（论文提纲范文）
（1）新型铸造模具钢YBD-4焊接修复区组织与性能研究（论文提纲范文）
| 指导教师对博士论文的评阅意见 |
| 指导小组对博士论文的评阅意见 |
| 答辩决议书 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 冷作模具钢发展现状 |
| 1.2.1 国外冷作模具钢发展现状 |
| 1.2.2 国内冷作模具钢发展现状 |
| 1.3 冷作模具钢性能、失效与修复 |
| 1.3.1 冷作模具性能要求 |
| 1.3.2 冷作模具失效形式 |
| 1.3.3 冷作模具修复技术 |
| 1.4 冷作模具钢修复性能评价 |
| 1.5 拟解决的关键科学问题 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 1.7 选题特色及意义 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及制备方法 |
| 2.2.1 实验用钢原材料 |
| 2.2.2 实验用钢的制备 |
| 2.2.3 实验用焊接材料 |
| 2.3 实验用钢热处理工艺 |
| 2.3.1 钢相变点的测定 |
| 2.3.2 TTT和 CCT曲线的模拟 |
| 2.3.3 热处理实验 |
| 2.4 模具钢焊接修复工艺 |
| 2.4.1 焊前处理 |
| 2.4.2 焊接方法 |
| 2.4.3 焊后处理 |
| 2.5 实验样品的制备 |
| 2.5.1 微观组织表征样品 |
| 2.5.2 拉伸测试样品 |
| 2.5.3 磨损测试样品 |
| 2.6 焊接修复区微观组织及断口表征 |
| 2.6.1 微观组织观察与分析 |
| 2.6.2 显微断口分析 |
| 2.7 焊接修复区力学性能测试 |
| 2.7.1 硬度试验 |
| 2.7.2 拉伸试验 |
| 2.7.3 磨损试验 |
| 2.8 温度场与应力场仿真模拟 |
| 2.9 XRD测试残余应力 |
| 2.10 铸造缺陷和服役损伤修复方法 |
| 第3章 新型铸造模具钢YBD-4铸造缺陷修复区组织与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模具钢YBD-4圆坑修复区微观组织 |
| 3.2.1 焊缝区 |
| 3.2.2 热影响区 |
| 3.2.3 基体 |
| 3.3 模具钢YBD-4圆坑修复区硬度变化规律分析 |
| 3.4 模具钢YBD-4焊接修复区缺陷产生机制分析 |
| 3.5 模具钢YBD-4焊接修复区评价方法 |
| 3.5.1 模具钢YBD-4修复区与基体力学性能匹配研究 |
| 3.5.2 模具钢YBD-4修复区评价方法构建 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热处理改善新型铸造模具钢YBD-4修复区组织与性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 铸态模具钢YBD-4焊后退火修复区组织 |
| 4.2.1 焊缝区 |
| 4.2.2 热影响区 |
| 4.2.3 基体 |
| 4.3 铸态模具钢YBD-4焊接退火后力学性能 |
| 4.3.1 铸态修复区退火后拉伸性能分析 |
| 4.3.2 铸态修复区退火后硬度变化规律分析 |
| 4.4 退火态模具钢YBD-4焊接修复区组织 |
| 4.4.1 焊缝区 |
| 4.4.2 热影响区 |
| 4.4.3 基体 |
| 4.5 退火态模具钢YBD-4修复区力学性能 |
| 4.5.1 退火态修复区拉伸性能分析 |
| 4.5.2 退火态修复区硬度变化规律分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 新型铸造模具钢YBD-4服役损伤修复区组织与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 调质态焊接修复区组织 |
| 5.2.1 服役损伤修复方法 |
| 5.2.2 焊缝区 |
| 5.2.3 熔合区 |
| 5.2.4 热影响区 |
| 5.3 调质态焊接修复区力学性能 |
| 5.3.1 拉伸性能分析 |
| 5.3.2 硬度变化规律分析 |
| 5.3.3 服役缺陷修复性评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 新型铸造模具钢YBD-4焊接修复区仿真计算 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 有限元仿真分析理论 |
| 6.2.1 焊接热传导基本理论 |
| 6.2.2 焊接热传导有限元分析 |
| 6.2.3 焊接应力场有限元分析 |
| 6.3 SMAW焊接修复区有限元模型 |
| 6.3.1 几何模型与网格划分 |
| 6.3.2 边界条件 |
| 6.3.3 材料热物理性能 |
| 6.3.4 热源模型 |
| 6.4 模具钢YBD-4焊接修复区温度场模拟 |
| 6.4.1 温度场分布 |
| 6.4.2 热循环曲线结果 |
| 6.4.3 热影响区预测与验证 |
| 6.5 模具钢YBD-4焊接修复区应力场模拟 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 表面强化提升新型铸造模具钢YBD-4焊接修复性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.1.1 喷丸强化 |
| 7.1.2 表面旋压强化 |
| 7.2 表面形貌对比 |
| 7.3 残余应力对比 |
| 7.4 拉伸性能对比 |
| 7.5 硬度分布对比 |
| 7.6 磨损性能对比 |
| 7.7 硬度值与磨损率线性回归分析 |
| 7.8 本章小结 |
| 第8章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）模具清洁热处理过程的形性精确控制（论文提纲范文）
| 1 模具清洁热处理技术 |
| 1.1 真空热处理技术 |
| 1.2 激光表面淬火技术 |
| 1.3 PVD镀膜技术 |
| 2 模具清洁热处理中的形性精确控制问题 |
| 3 模具清洁热处理技术装备与发展现状 |
| 3.1 真空热处理装备 |
| 3.2 激光淬火装备 |
| 3.3 PVD镀膜装备 |
| 4 模具清洁热处理技术与装备的推广应用 |
（3）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 热作模具钢概述 |
| 2.2 国内外热作模具钢发展 |
| 2.2.1 国内热作模具钢发展 |
| 2.2.2 国外热作模具钢发展 |
| 2.3 热作模具钢自由锻研究 |
| 2.3.1 自由锻工艺研究 |
| 2.3.2 高温塑性变形行为研究 |
| 2.4 热作模具钢服役性能研究 |
| 2.5 研究方案 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 技术路线 |
| 2.5.3 创新点 |
| 3 热作模具钢微观组织及其特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料及设备 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验测试及方法 |
| 3.3 试验钢析出相热力学计算 |
| 3.3.1 5CrNiMoV钢平衡析出相分析 |
| 3.3.2 5CrNiMoVNb钢平衡析出相分析 |
| 3.3.3 Mo、V、Nb等在奥氏体中的固溶度分析 |
| 3.4 试验材料微观组织及力学性能 |
| 3.4.1 相变点的测量 |
| 3.4.2 试验钢热处理工艺 |
| 3.4.3 组织评价及性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 热作模具钢热变形行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 高温流变应力分析 |
| 4.3.1 流变应力曲线 |
| 4.3.2 高温流变应力模型及验证 |
| 4.3.3 热加工图分析 |
| 4.3.4 热激活能分析 |
| 4.4 动态再结晶行为研究 |
| 4.4.1 动态再结晶动力学模型及验证 |
| 4.4.2 动态再结晶晶粒尺寸模型及验证 |
| 4.5 亚动态再结晶行为分析 |
| 4.5.1 亚动态再结晶行为分析 |
| 4.5.2 亚动态再结晶动力学模型及验证 |
| 4.6 奥氏体晶粒长大行为研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 热作模具钢组织演变及热变形微观织构研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.3 原始奥氏体组织演变规律 |
| 5.4 马氏体与母相奥氏体取向关系 |
| 5.5 奥氏体热变形织构研究 |
| 5.5.1 不同变形温度对奥氏体织构演变的影响 |
| 5.5.2 不同应变速率对奥氏体织构演变的影响 |
| 5.6 马氏体相变织构研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 5CrNiMoV模块锻造成形模拟及试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 锻造成形模拟研究 |
| 6.2.1 有限元模型的建立 |
| 6.2.2 模拟结果分析 |
| 6.3 锻造成形试验研究 |
| 6.3.1 锻造成形试验过程 |
| 6.3.2 试验结果分析 |
| 6.4 5CrNiMoV大型热作模块自由锻模拟研究 |
| 6.4.1 大型模块有限元模型的建立及参数 |
| 6.4.2 自由锻数值模拟结果分析 |
| 6.4.3 自由锻工艺参数优化 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 热作模具钢热稳定性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 试验方法 |
| 7.3 合金元素配比分析 |
| 7.4 5CrNiMoV和5CrNiMoVNb钢热稳定性对比分析 |
| 7.4.1 热稳硬度演变规律 |
| 7.4.2 热稳微观组织分析 |
| 7.5 残余应变对5CrNiMoV钢热稳定性的影响 |
| 7.5.1 热稳硬度变化规律 |
| 7.5.2 热稳微观组织分析 |
| 7.6 两种Cr-Mo-V系热作模具钢热稳定性机理分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 热作模具钢热疲劳性能研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验方法 |
| 8.3 热疲劳实验结果分析 |
| 8.3.1 不同循环次数下的疲劳性能分析 |
| 8.3.2 热疲劳对组织的影响 |
| 8.3.3 热疲劳硬度变化 |
| 8.4 热疲劳机理分析 |
| 8.4.1 疲劳裂纹萌生及扩展分析 |
| 8.4.2 两种热疲劳寿命比较研究 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究（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 热作模具钢的表面强化方式 |
| §1.2.1 表面热喷涂 |
| §1.2.2 表面化学热处理 |
| §1.2.3 激光表面改性技术 |
| §1.2.4 电子束表面改性技术 |
| §1.3 电子束表面改性技术的研究现状 |
| §1.3.1 国外电子束表面改性技术研究现状 |
| §1.3.2 国内电子束表面改性技术研究现状 |
| §1.4 课题来源 |
| §1.5 研究内容及创新点 |
| §1.5.1 研究内容 |
| §1.5.2 创新点 |
| 第二章 实验材料、设备及测试方法 |
| §2.1 实验材料 |
| §2.2 扫描电子束表面改性设备工作原理与扫描方式 |
| §2.2.1 扫描电子束表面改性设备 |
| §2.2.2 扫描电子束表面改性设备工作原理 |
| §2.2.3 扫描电子束下束方式 |
| §2.3 金相组织、表面形貌和力学性能测试设备与方法 |
| §2.3.1 金相试样制备 |
| §2.3.2 显微组织观察和XRD物相分析设备及方法 |
| §2.3.3 表面粗糙度和表面形貌测试设备及方法 |
| §2.3.4 显微硬度和耐磨性能测试设备及方法 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 扫描电子束5CrNiMo钢表面改性温度场的研究 |
| §3.1 5CrNiMo钢扫描电子束表面改性过程物理分析 |
| §3.2 5CrNiMo钢扫描电子束表面改性温度场的建立 |
| §3.2.1 有限元模型的假设 |
| §3.2.2 扫描电子束热源的确定 |
| §3.2.3 温度场热源模型参数的确定 |
| §3.2.4 试样几何模型尺寸的确定和网格划分 |
| §3.2.5 边界条件 |
| §3.2.6 温度场的控制方程 |
| §3.2.7 5CrNiMo钢热物性参数 |
| §3.3 温度场仿真结果分析 |
| §3.3.1 扫描电子束表面改性加热过程温度场分布规律 |
| §3.3.2 扫描电子束表面改性冷却过程温度场分布规律 |
| §3.3.3 扫描电子束表面改性热源移动方向热循环曲线分析 |
| §3.3.4 扫描电子束表面改性截面深度方向热循环曲线分析 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 扫描电子束5CrNiMo钢表面改性实验研究 |
| §4.1 5CrNiMo钢调质处理 |
| §4.2 扫描电子束表面改性处理的实验方法和工艺参数 |
| §4.2.1 实验方法 |
| §4.2.2 实验工艺参数确定 |
| §4.3 扫描电子束表面改性处理实验结果分析 |
| §4.3.1 试样横截面形貌和显微组织分析 |
| §4.3.2 试样横截面显微硬度分析 |
| §4.4 束流对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §4.4.1 束流对5CrNiMo钢改性层深度和显微组织的影响 |
| §4.4.2 束流对5CrNiMo钢表面形貌的影响 |
| §4.4.3 束流对5CrNiMo钢表面粗糙度的影响 |
| §4.4.4 束流对5CrNiMo钢表面显微硬度和耐磨性的影响 |
| §4.5 电子枪移动速度对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §4.5.1 电子枪移动速度对5CrNiMo钢改性层深度和显微组织影响 |
| §4.5.2 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面形貌的影响 |
| §4.5.3 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面粗糙度影响 |
| §4.5.4 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面显微硬度和耐磨性的影响 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 回火温度对5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的影响 |
| §5.1 试验方法与工艺参数 |
| § 5.2 回火温度对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §5.2.1 回火温度对表面显微组织的影响 |
| §5.2.2 回火温度对表面形貌和表面粗糙度影响 |
| §5.2.3 回火温度对显微硬度和耐磨性的影响 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 全文总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（6）微纳米陶瓷颗粒对亚共晶铝硅合金凝固组织和力学性能的影响机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 颗粒增强铝基复合材料的研究进展 |
| 1.2.1 颗粒增强铝基复合材料制备方法 |
| 1.2.1.1 外加颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.2.1.2 内生颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.2.1.3 中间合金法制备颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.2.2 双尺度颗粒增强铝基复合材料的研究进展 |
| 1.2.3 混杂颗粒增强铝基复合材料的研究进展 |
| 1.3 晶粒细化方式和机制的研究进展 |
| 1.3.1 化学孕育处理细化的研究进展 |
| 1.3.1.1 合金成分对铝合金晶粒的细化 |
| 1.3.1.2 孕育颗粒对铝合金晶粒的细化 |
| 1.3.2 铝合金晶粒细化理论研究进展 |
| 1.3.3 纳米颗粒细化机制的研究进展 |
| 1.3.4 亚共晶铝硅合金晶粒细化存在的问题 |
| 1.4 颗粒对铝合金中主要析出相的影响研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 材料的准备 |
| 2.2.1 基体合金的制备 |
| 2.2.2 中间合金的制备 |
| 2.2.2.1 外加颗粒中间合金预分散坯体的制备 |
| 2.2.2.2 内生颗粒中间合金的制备 |
| 2.2.3 中间合金重熔稀释+搅拌铸造制备复合材料 |
| 2.2.4 热分析 |
| 2.2.4.1 凝固温度采集 |
| 2.2.4.2 差热分析实验(DSC) |
| 2.2.5 萃取实验 |
| 2.2.6 热处理实验 |
| 2.2.7 电导率分析 |
| 2.3 样品微观结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 金相组织分析 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜分析 |
| 2.4 室温力学性能测试 |
| 2.5 透射电子显微镜分析 |
| 2.6 技术路线 |
| 第3章 不同微纳米颗粒对商业纯铝的微观组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 外加纳米SiC颗粒在商业纯铝中的分散及其对力学性能的影响 |
| 3.2.1 外加纳米SiC颗粒在商业纯铝组织中的分散 |
| 3.2.2 外加纳米SiC颗粒对商业纯铝凝固行为的影响 |
| 3.2.3 外加纳米SiC颗粒对商业纯铝力学性能的影响 |
| 3.3 内生双相TiC_n-Al_3Ti_m颗粒在商业纯铝中的分散及其对力学性能的影响 |
| 3.3.1 Al-30 vol.%(TiC_n-Al_3Ti_m)中间合金的制备及组织 |
| 3.3.2 内生TiC_n-Al_3Ti_m颗粒在商业纯铝中的分散 |
| 3.3.3 内生TiC_n-Al_3Ti_m颗粒对商业纯铝凝固行为的影响 |
| 3.3.4 内生TiC_n-Al_3Ti_m颗粒对商业纯铝室温和高温力学性能的影响 |
| 3.4 外加微、纳米TiCN颗粒对商业纯铝微观组织及力学性能的影响对比 |
| 3.4.1 纳米、微米TiCN颗粒预分散中间合金的制备 |
| 3.4.2 外加纳米、微米TiCN颗粒对商业纯铝微观组织的影响 |
| 3.4.3 外加纳米、微米TiCN颗粒对商业纯铝室温力学性能的影响 |
| 3.5 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝微观组织和力学性能的影响 |
| 3.5.1 内生Al-30 wt.%(TiCN-TiB_2)中间合金的制备及组织 |
| 3.5.2 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝微观组织的影响 |
| 3.5.3 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝凝固行为的影响 |
| 3.5.4 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝力学性能的影响 |
| 3.6 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝细化和强韧化机制 |
| 3.6.1 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝的细化机制 |
| 3.6.2 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对商业纯铝的细化机制 |
| 3.6.3 不同冷速对复合材料微观组织的影响 |
| 3.6.3.1 不同冷速对陶瓷颗粒促进商业纯铝CET转变的影响 |
| 3.6.3.2 不同凝固速率对凝固行为的影响机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 双尺度TiB_2颗粒对亚共晶Al-Si-Cu合金的组织和力学性能的影响及其机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Al-TiB_2中间合金制备及组织 |
| 4.3 内生TiB_2对Al-7Si-4Cu合金组织的影响 |
| 4.3.1 Al-7Si-4Cu合金的组织 |
| 4.3.2 内生微纳米TiB_2对Al-7Si-4Cu合金α-Al枝晶的影响 |
| 4.3.3 内生微纳米TiB_2对Al-7Si-4Cu合金共晶Si的影响 |
| 4.3.4 内生TiB_2对Al-7Si-4Cu合金析出相的影响 |
| 4.4 内生TiB_2对Al-7Si-4Cu合金力学性能的影响 |
| 4.5 内生微纳米TiB_2对Al-7Si-4Cu合金凝固行为影响机制 |
| 4.6 内生微纳米TiB_2对Al-7Si-4Cu合金的强韧化机制 |
| 4.7 本章结论 |
| 第5章 双相TiCN-TiB_2颗粒对热处理态Al-10Si-Mg合金组织和力学性能的影响及其机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 第三组元Mg对热处理态Al-10Si-xMg合金微观组织和力学性能的影响 |
| 5.2.1 第三组元Mg对热处理态Al-10Si-xMg合金微观组织的影响 |
| 5.2.2 第三组元Mg对热处理态Al-10Si-xMg合金时效行为和力学性能的影响 |
| 5.3 外加纳米TiCN颗粒中间合金法和熔体内直接反应法制备颗粒孕育处理对Al-10Si-0.7Mg合金的微观组织的影响 |
| 5.3.1 中间合金法引入外加TiCN颗粒对Al-10Si-0.7Mg合金微观组织的影响 |
| 5.3.2 熔体内直接反应法制备双相(TiCN-TiB_2)/Al-10Si-0.7Mg合金微观组织的影响 |
| 5.4 燃烧合成法制备内生双相TiCN-TiB_2颗粒对热处理态Al-10Si-0.7Mg合金微观组织和力学性能的影响 |
| 5.4.1 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对Al-10Si-0.7Mg合金微观组织的影响 |
| 5.4.2 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对热处理态Al-10Si-0.7Mg合金力学行为的影响 |
| 5.5 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对Al-10Si-0.7Mg合金凝固行为的影响和综合力学性能提高机制 |
| 5.5.1 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对凝固行为的影响 |
| 5.5.2 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对综合力学性能提高机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 双相TiCN-TiB_2颗粒对铸态Al-10Si-Mg合金组织和力学性能的影响及其机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 添加第三组元Mg对铸态Al-10Si-xMg合金凝固组织和力学性能的影响 |
| 6.2.1 第三组元Mg对铸态Al-10Si-xMg合金凝固组织的影响 |
| 6.2.1.1 第三组元Mg对 Al-10Si-xMg合金中初生α-Al的影响 |
| 6.2.1.2 第三组元Mg对 Al-10Si-xMg合金中共晶Si的影响 |
| 6.2.1.3 第三组元Mg对 Al-10Si-xMg合金Mg_2Si相的影响 |
| 6.2.2 第三组元Mg对铸态Al-10Si-xMg合金凝固行为的影响 |
| 6.2.3 第三组元Mg对铸态Al-10Si-xMg合金室温力学性能的影响 |
| 6.2.4 第三组元Mg对铸态Al-10Si-xMg合金强韧化机制 |
| 6.3 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对铸态Al-10Si-2.0Mg合金凝固组织和力学性能的影响 |
| 6.3.1 内生双相TiCN-TiB_2颗粒对铸态Al-10Si-2.0Mg合金微观组织的影响 |
| 6.3.2 双相TiCN-TiB_2颗粒对铸态Al-10Si-2.0Mg合金凝固行为的影响 |
| 6.3.3 双相TiCN-TiB_2颗粒对铸态Al-10Si-2.0Mg合金室温力学性能的影响 |
| 6.4 低温稳定化处理对孕育处理铸态Al-10Si-2.0Mg合金的组织和力学性能的影响 |
| 6.4.1 低温稳定化处理温度和时间优化 |
| 6.4.2 低温稳定化处理析出相分析 |
| 6.4.3 低温稳定化对力学性能的影响 |
| 6.4.4 微量TiCN-TiB_2颗粒及低温稳定化对力学性能的影响机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）2738模具钢的工业机器人激光淬火工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 汽车模具表面质量强化技术 |
| 1.2.1 火焰加热模具表面淬火 |
| 1.2.2 感应线圈加热淬火 |
| 1.2.3 激光淬火 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 激光淬火设备与工艺的研究 |
| 1.3.2 激光器与整形镜头的研究 |
| 1.4 激光淬火存在的问题 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 激光淬火工作站搭建 |
| 2.1 激光发生器载体选择 |
| 2.2 激光发生器选择 |
| 2.3 激光淬火头选择 |
| 2.4 冷却系统选择 |
| 2.5 激光淬火设备集成 |
| 第3章 实验设计 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 工艺参数理论 |
| 3.3 机器人激光淬火 |
| 3.4 硬度测量 |
| 3.5 金相实验 |
| 3.6 淬硬层尺寸测量 |
| 第4章 实验结果及分析 |
| 4.1 光斑移动速率与淬火质量的关系 |
| 4.1.1 淬硬层尺寸分析 |
| 4.1.2 表面硬度值分析 |
| 4.1.3 截面硬度分析 |
| 4.2 激光输出功率与淬火带质量的关系 |
| 4.2.1 淬硬层尺寸分析 |
| 4.2.2 模型二次实验验证 |
| 4.2.3 表面硬度值分析 |
| 4.2.4 截面硬度分析 |
| 4.3 激光入射角度与淬火带质量的关系 |
| 4.3.1 淬硬层尺寸分析 |
| 4.3.2 表面硬度值分析 |
| 4.3.3 截面硬度分析 |
| 4.3.4 建立模型 |
| 4.4 搭接率与淬火带质量的关系 |
| 4.4.1 形貌分析 |
| 4.4.2 表面硬度值分析 |
| 4.4.3 截面硬度分析 |
| 4.4.4 截面硬度均匀性分析 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 仿生非光滑表面研究现状 |
| 1.3 高速球头铣削加工表面形貌研究现状 |
| 1.4 模具钢加工表面摩擦磨损特性研究现状 |
| 1.5 模具钢加工表面形貌对抗疲劳特性研究现状 |
| 1.6 目前相关研究存在的主要问题 |
| 1.7 课题来源和论文主要研究内容 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 仿生凹坑形非光滑表面设计、分析与制备 |
| 2.1 仿生设计原型的选取与分析 |
| 2.1.1 仿生设计原型的选取 |
| 2.1.2 仿生设计原型体表形貌的提取与分析 |
| 2.2 仿生凹坑形表面耐磨机理分析 |
| 2.2.1 磨屑收集、存储能力与力矩效应 |
| 2.2.2 应力分散与应力缓释效应 |
| 2.2.3 负压减阻效应 |
| 2.2.4 快速散热效应 |
| 2.3 仿生凹坑形表面抗疲劳机理分析 |
| 2.4 仿生试件的制备 |
| 2.4.1 仿生凹坑形铣削形貌的形成过程分析 |
| 2.4.2 试验材料准备 |
| 2.4.3 仿生试件制备检测结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 球头铣削加工表面形貌仿真与实验研究 |
| 3.1 球头铣削加工表面形貌的形成机理 |
| 3.2 球头铣刀铣削过程中的切削刃建模 |
| 3.3 球头铣刀铣削加工表面形貌仿真方法 |
| 3.3.1 球头铣刀切削刃的离散化 |
| 3.3.2 工件模型的离散化 |
| 3.3.3 时间步长的离散化 |
| 3.3.4 球头铣刀铣削加工表面形貌仿真分析流程 |
| 3.4 表面形貌仿真及实验验证 |
| 3.4.1 表面形貌评定参数方法 |
| 3.4.2 相位角对表面形貌的影响 |
| 3.4.3 行距对表面形貌仿真的影响 |
| 3.4.4 每齿进给量对表面形貌仿真的影响 |
| 3.4.5 切削深度对表面形貌仿真的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 球头铣削仿生表面摩擦磨损特性研究 |
| 4.1 块-块干滑动摩擦磨损试验的总体规划 |
| 4.1.1 块-块往复式摩擦磨损试验基本参数配置 |
| 4.1.2 不同仿生非光滑表面摩擦磨损试验方案的确定 |
| 4.2 Archard摩擦磨损模型 |
| 4.3 仿生形貌模型摩擦磨损仿真前处理 |
| 4.3.1 几何模型的建立 |
| 4.3.2 材料选择与边界条件的定义 |
| 4.4 不同仿生表面形貌摩擦磨损数值模拟分析 |
| 4.4.1 磨损深度分析 |
| 4.4.2 摩擦温度分析 |
| 4.4.3 应变分析 |
| 4.5 不同仿生表面形貌摩擦磨损试验分析 |
| 4.5.1 摩擦系数分析 |
| 4.5.2 磨损率分析 |
| 4.5.3 磨损形貌分析 |
| 4.6 不同切削参数对仿生表面磨损性能的影响 |
| 4.6.1 行距进给对耐磨性能的影响 |
| 4.6.2 每齿进给量对耐磨性能的影响 |
| 4.6.3 切削深度对耐磨性能的影响 |
| 4.7 不同切削参数对仿生表面耐磨性影响的试验分析 |
| 4.7.1 行距进给对耐磨性能的影响 |
| 4.7.2 每齿进给量对耐磨性能的影响 |
| 4.7.3 切削深度对耐磨性能的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 球头铣削仿生表面抗疲劳性能研究 |
| 5.1 仿生表面形貌与加工表面抗疲劳性能的相关性分析 |
| 5.2 仿生表面形貌微观应力集中现象及疲劳裂纹扩展理论 |
| 5.2.1 仿生表面形貌微观应力集中与疲劳寿命相关性分析 |
| 5.2.2 疲劳裂纹扩展理论模型 |
| 5.3 仿生表面形貌抗疲劳性能试验方法及条件 |
| 5.3.1 疲劳试验准备及过程 |
| 5.3.2 试件疲劳断口处理及观测 |
| 5.4 不同仿生表面形貌疲劳特性仿真与试验分析 |
| 5.4.1 疲劳寿命仿真分析前处理 |
| 5.4.2 不同仿生疲劳试件疲劳寿命仿真与试验分析 |
| 5.4.3 不同仿生疲劳试件疲劳损伤仿真分析 |
| 5.5 切削参数对四边形仿生表面疲劳特性的仿真与试验分析 |
| 5.5.1 不同行距进给对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.5.2 不同每齿进给量对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.5.3 不同切削深度对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.6 不同仿生表面疲劳裂纹扩展分析 |
| 5.6.1 不同仿生表面疲劳裂纹扩展仿真分析 |
| 5.6.2 不同仿生表面疲劳裂纹扩展特征参数对比分析 |
| 5.6.3 疲劳断口分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（9）原位生成WC增强镍基涂层激光熔覆工艺及其数据库研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 激光熔覆技术 |
| 1.2.1 激光熔覆的原理及特点 |
| 1.2.2 激光熔覆材料体系 |
| 1.2.3 激光熔覆的送粉方式 |
| 1.3 激光熔覆研究现状 |
| 1.3.1 表面改性技术的研究现状 |
| 1.3.2 激光熔覆有限元分析研究现状 |
| 1.3.3 激光熔覆镍基涂层的研究现状 |
| 1.3.4 原位生成增强颗粒的研究现状 |
| 1.3.5 激光熔覆数据库的研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容及意义 |
| 1.4.1 课题主要研究内容 |
| 1.4.2 课题研究意义 |
| 2 实验材料及设备 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验基体 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 样件加工设备 |
| 2.2.3 性能检测设备 |
| 2.2.4 其它辅助设备 |
| 3 WC增强镍基涂层温度场与应力场分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟仿真模型的建立 |
| 3.2.1 材料性能参数 |
| 3.2.2 几何建模与网格划分 |
| 3.2.3 热源模型的建立与加载 |
| 3.3 温度场及热应力场仿真分析 |
| 3.3.1 模拟参数及样点位置 |
| 3.3.2 温度场仿真分析 |
| 3.3.3 热应力场仿真分析 |
| 3.4 热循环及热应力循环仿真分析 |
| 3.4.1 热循环仿真分析 |
| 3.4.2 热应力循环仿真分析 |
| 3.5 仿真结果实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 原位生成WC增强镍基涂层的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原位生成WC热力学分析 |
| 4.3 实验方案设计 |
| 4.4 外加WC与原位生成WC涂层对比分析 |
| 4.4.1 不同WC增强涂层形貌分析 |
| 4.4.2 不同WC增强涂层的力学性能分析 |
| 4.5 工艺参数及不同粉末比对原位涂层的影响 |
| 4.5.1 激光功率对WC增强镍基涂层的影响 |
| 4.5.2 扫描速度对WC增强镍基涂层的影响 |
| 4.5.3 送粉电压对WC增强镍基涂层的影响 |
| 4.5.4 不同粉末比对WC增强镍基涂层的影响 |
| 4.6 原位生成WC增强镍基涂层力学性能分析 |
| 4.6.1 原位生成WC增强镍基涂层显微硬度分析 |
| 4.6.2 原位生成WC增强镍基涂层摩擦磨损性能分析 |
| 4.6.3 原位生成WC增强镍基涂层的作用机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 激光熔覆工艺参数数据库 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光熔覆工艺数据库结构设计 |
| 5.3 激光熔覆工艺数据库功能 |
| 5.3.1 数据的录入、查询及修改 |
| 5.3.2 熔覆涂层相图的录入及查询 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 附录 激光熔覆数据库代码 |
（10）Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金轻量化结构高温成形技术及装备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 Ti2AlNb基合金组织性能及研究进展 |
| 1.2.1 Ti2AlNb基合金组织性能 |
| 1.2.2 Ti2AlNb基合金研究进展 |
| 1.3 Ti2AlNb基合金高温变形研究现状 |
| 1.3.1 Ti2AlNb基合金高温变形 |
| 1.3.2 Ti2AlNb基合金接头高温变形 |
| 1.3.3 Ti2AlNb基合金电致塑性 |
| 1.4 Ti2AlNb基合金连接技术的发展 |
| 1.4.1 Ti2AlNb基合金扩散连接 |
| 1.4.2 Ti2AlNb基合金高能束焊接 |
| 1.4.3 Ti2AlNb基合金其他连接方法 |
| 1.5 板材热成形和超塑成形装备发展及应用 |
| 1.6 课题研究意义及主要内容 |
| 第2章 试验材料与试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法及设备 |
| 2.2.1 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金多层轻量化结构成形技术路线 |
| 2.2.2 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金单向拉伸试验 |
| 2.2.3 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金炉内热处理试验 |
| 2.2.4 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金电加热试验 |
| 2.2.5 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金扩散连接试验 |
| 2.2.6 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金热弯曲成形试验 |
| 2.2.7 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金超塑成形试验 |
| 2.2.8 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金激光穿透焊接试验 |
| 2.3 微观组织分析及设备 |
| 第3章 板材热成形和超塑成形装备设计及开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 板材热成形和超塑成形装备技术指标与系统构成 |
| 3.2.1 高温成形装备主要技术指标 |
| 3.2.2 板材热成形和超塑成形装备系统构成 |
| 3.3 板材热成形和超塑成形装备液压加载系统设计及优化 |
| 3.3.1 超大台面热态环境下机身隔热设计 |
| 3.3.2 超大台面热态环境下滑块位移精度控制 |
| 3.4 板材热成形和超塑成形装备温控技术 |
| 3.4.1 三热态工位热成形装备加热平台温控研究 |
| 3.4.2 1200℃超高温成形装备加热平台温控技术 |
| 3.5 超塑性成形装备气压加载系统设计及控制 |
| 3.5.1 气路系统构成及技术指标 |
| 3.5.2 气压控制 |
| 3.5.3 历史数据管理 |
| 3.6 板材热成形和超塑成形装备指标实现及效果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金炉热处理和电热处理对组织性能演变的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热处理过程中Ti-22Al-24Nb-0.5Mo微观组织演化研究 |
| 4.2.1 炉内热处理对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金相结构和相组成的影响 |
| 4.2.2 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金炉内热处理过程中的氧化行为 |
| 4.2.3 电流热处理Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金的相转变和静态再结晶 |
| 4.2.4 电流热处理Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金织构演变 |
| 4.3 热处理对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金力学行为和断裂机理影响 |
| 4.3.1 不同温度下Ti-22Al-24Nb-0.5Mo原始板材高温拉伸性能 |
| 4.3.2 炉内热处理Ti-22Al-24Nb-0.5Mo板材拉伸力学行为 |
| 4.3.3 电流热处理后Ti-22Al-24Nb-0.5Mo超塑拉伸力学行为 |
| 4.3.4 电流热处理后Ti-22Al-24Nb-0.5Mo断裂机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金蒙皮设计及双层蒙皮整体成形 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同形式蒙皮承载能力评价 |
| 5.3 双层蒙皮超塑成形过程的有限元模拟 |
| 5.3.1 几何模型的建立 |
| 5.3.2 仿真分析前处理条件设置 |
| 5.3.3 有限元仿真及后处理分析 |
| 5.4 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金双层蒙皮扩散连接/超塑成形 |
| 5.4.1 双层蒙皮扩散连接 |
| 5.4.2 双层蒙皮超塑成形用陶瓷模具制备 |
| 5.4.3 双层蒙皮成形 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金三层波形结构设计及超塑成形 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三层波形加强结构设计 |
| 6.2.1 基元级三层波形加强结构承载能力评价 |
| 6.2.2 三层波形加强结构设计对承载能力的影响 |
| 6.3 三层波形加强结构成形有限元仿真及缺陷分析 |
| 6.3.1 有限元建模及前处理 |
| 6.3.2 有限元模拟方案 |
| 6.3.3 缺陷影响因素分析 |
| 6.4 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo三层波形加强结构超塑成形/连接技术 |
| 6.4.1 三层波形加强结构超塑成形模具设计 |
| 6.4.2 三层波形加强结构超塑成形 |
| 6.4.3 三层波形加强结构整体承载能力 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金四层结构设计及超塑成形 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 四层结构设计 |
| 7.2.1 传统密集栅格加强四层结构 |
| 7.2.2 X形芯层四层加强结构 |
| 7.2.3 立式芯层支撑加强四层结构 |
| 7.3 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金四层结构成形分析及缺陷控制途径 |
| 7.3.1 传统密集栅格加强四层结构整体成形可行性分析 |
| 7.3.2 X形芯层四层加强结构超塑整体成形分析及缺陷控制 |
| 7.3.3 立式芯层四层结构超塑成形有限元分析及缺陷控制 |
| 7.4 Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金四层结构整体成形 |
| 7.5 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 |
四、模具表面强化的常用方法（论文参考文献）
- [1]新型铸造模具钢YBD-4焊接修复区组织与性能研究[D]. 梁言. 吉林大学, 2021
- [2]模具清洁热处理过程的形性精确控制[J]. 张茂,张嘉城,谈发堂,王维,王新云,胡树兵,邓燕,王爱华,管延锦,翟月雯,曾琨. 锻压技术, 2021(09)
- [3]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [4]热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究[D]. 胡志强. 北京科技大学, 2021(08)
- [5]5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究[D]. 殷学俊. 桂林电子科技大学, 2021
- [6]微纳米陶瓷颗粒对亚共晶铝硅合金凝固组织和力学性能的影响机制[D]. 李强. 吉林大学, 2021(01)
- [7]2738模具钢的工业机器人激光淬火工艺研究[D]. 米炫霖. 天津职业技术师范大学, 2021(09)
- [8]球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究[D]. 崔有正. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [9]原位生成WC增强镍基涂层激光熔覆工艺及其数据库研究[D]. 安学甲. 辽宁工业大学, 2021(02)
- [10]Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金轻量化结构高温成形技术及装备[D]. 李保永. 哈尔滨工业大学, 2021(02)