一、激光熔覆层开裂行为的影响因素及控制方法（论文文献综述）
李云峰[1]（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》文中研究指明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。
冯梦奎[2]（2021）在《模具表面超声辅助激光熔覆陶瓷复合层实验及分析》文中指出H13模具钢在长期的服役过程中,表面经常会出现磨损。当这些缺陷比较严重时,会导致整个模具报废而影响其寿命。近年来越来越多的科研人员对激光熔覆WC镍基涂层进行了研究,发现其可以很大程度的对材料的表面进行强化。然而,由于熔覆粉末与基材物理性能的差异,容易在激光熔覆的过程中产生较大的裂纹,气孔,因此这些缺陷成为了急需解决的难题及研究的热点。本课题通过预置涂层的方法在H13钢上制备陶瓷熔覆层,进一步探究了不同WC陶瓷粉末粒度对熔覆层的形貌,裂纹敏感性,硬度的影响。设计并制作了超声振动平台,通过对其施加超声振动来探究超声场对熔覆涂层的影响机理,主要的研究工作如下:（1）通过前期不同激光功率,不同扫描速度的实验,对熔覆层的宏观形貌以及显微硬度进行了探究,确定了合适的工艺参数为激光电流选用120A,扫描速度90 mm/min,离焦量为6 mm,铺粉厚度0.2 mm。（2）研究了不同粉末粒度对激光熔覆层形貌、物相、微观组织及显微硬度的影响。研究表明,当使用100μm的WC陶瓷颗粒时,由于其粒径较大,在熔覆层中的体积占比较大,流动性较差会在熔覆层内部产生严重的成分偏析,产生较大的内应力,导致裂纹的萌生,涂层质量严重下降;当使用30μm粉末粒度较小的陶瓷粉末进行激光熔覆涂层的制备时,陶瓷颗粒的弥散性较好,表面成型也较好。对两种不同粒径WC陶瓷颗粒所制备的熔覆层进行XRD测试,结果表明两种熔覆层中的物相基本一致,均由γ（Ni,Fe）,WC,W2C,Fe5C2,Mo2C,Fe7C3,Ni2Si等组成。对两种熔覆层进行硬度测试后发现,100μm陶瓷颗粒所制备的熔覆层硬度波动较大,在应用中容易出现“短板效应”。（3）通过对比分析有无超声场的施加,探究超声场对熔覆层宏观形貌,裂纹敏感性,耐蚀性以及硬度的影响。结果表明,超声场的施加使得WC陶瓷颗粒与液态金属反应更加的剧烈,界面间生成复杂金属间化合物,改善了WC陶瓷颗粒与熔池的润湿性,减小了裂纹的萌生;超声场的施加使熔覆层的晶粒分布更加致密,晶粒更加细小,熔覆层的自腐蚀电流密度由0.26 A?m2变为0.17 A?m2,耐蚀性得到了提升,硬度也由633.9 HV增大到746.6 HV,平均硬度提高15%。
高承钻[3]（2020）在《强流脉冲电子束作用下激光熔覆NiCoCrAlYSi涂层组织与性能研究》文中研究表明为了满足航空、航海领域发动机高效率与高推重比要求,涡轮进口温度已经达到甚至远高于高温叶片的最大工作温度,在这种极端的操作环境下仅凭高温叶片本身已经无法保证其机械与化学稳定性。为此,在材料表面制备高温防护涂层是一种最为简单且有效的方法。MCrAlYX涂层由于其优秀的耐高温、抗腐蚀等性能,逐渐成为高温防护涂层最广泛应用的体系之一。经过长期服役,这些为高温合金量身定制的涂层也会不可避的产生失效。MCrAlYX涂层表面稳定生长的热生长氧化层（TGO）对其高温服役寿命起到了至关重要的作用。TGO的稳定生长与MCrAlYX涂层的微观形貌、相结构、晶粒尺寸等组织结构密切相关,而涂层的制备及表面修复技术又决定了其组织与性能特点。因此,选择合适的MCrAlYX涂层制备技术及表面修复技术,对提高其高温服役性能具有重要意义。本文采用激光熔覆（LC）技术制备NiCoCrAlYSi涂层,然后使用强流脉冲电子束（HCPEB）装置对样品表面进行辐照处理。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）结合能谱仪（EDS）、透射电镜（TEM）等装置详细表征HCPEB辐照前后及高温氧化过程中熔覆层微观结构变化及TGO微观生长过程,揭示HCPEB辐照作用下MCrAlYX激光熔覆层改性机理及基于微观结构控制的MCrAlYX激光熔覆层抗高温氧化性能增强机制。通过单因素激光熔覆实验,研究不同激光工艺参数下NiCoCrAlYSi熔覆层表面冶金缺陷及凝固组织特征,并优化激光熔覆工艺参数,制备性能较佳的激光熔覆层。组织结构分析表明,NiCoCrAlYSi激光熔覆层主要由γ/γ′相构成,表面存在较多孔隙并具有典型的枝晶偏析现象;HCPEB辐照处理后熔覆层的冶金缺陷消失,表面发生重熔,且重熔层厚度随辐照次数的增加而逐渐增加。此外,辐照表面诱发产生交滑移及纳米晶结构。表面显微硬度结果显示,HCPEB辐照处理后熔覆层表面硬度显着高于原始样品。抗高温氧化性能结果表明,NiCoCrAlYSi激光熔覆层氧化10 h后,表面形成了疏松多孔且有微裂纹的TGO,其成分与厚度都十分不均匀,熔覆层内部出现了少量点状内氧化现象;氧化40 h后,熔覆层出现尖晶石团簇现象,尖晶石处已经出现开裂甚至剥落,并留下了呈三层结构的凹坑;氧化70 h后,TGO厚度大幅增加,主要以混合氧化物为主,此时熔覆层出现了严重的内氧化现象,内氧化深度达15μm;氧化100 h后,TGO厚度开始降低,表面开始出现大面积的开裂与深层次的剥落,内氧化现象进一步加剧并逐渐连结成片,局部剥落区域基体直接裸露在外,氧化膜完全失效。15次HCPEB辐照处理的NiCoCrAlYSi熔覆层氧化10 h后形成了双层结构的TGO,TGO/熔覆层界面处为平整致密的Al2O3,TGO表层为厚度较薄的混合氧化物;随着氧化进行,TGO表层混合氧化物逐步由扁平状碎化成颗粒状,并产生了少量孔洞。由于15次辐照处理后的熔覆层表面形成了平整致密的Al2O3保护膜,TGO厚度仅从1.8μm（氧化10 h）增长至4.1μm（氧化100 h）,TGO保护性能良好,熔覆层的抗高温氧化性能得到显着提升。45次HCPEB辐照处理的NiCoCrAlYSi熔覆层氧化10 h后TGO同样呈双层结构,TGO/熔覆层界面处为Al2O3,TGO表层则是复杂的混合氧化物,且未完全覆盖Al2O3膜;氧化40 h后,次表层Al2O3完全被混合氧化物覆盖;氧化70 h后,双层结构的TGO变得凹凸不平,表面出现了尖晶石并萌生了裂纹,即将发生剥落;氧化100 h后,TGO依旧为双层结构,局部区域产生了开裂与剥落,剥落区域呈四级阶梯分布。结果显示,45次辐照处理后熔覆层抗高温氧化性能有一定的提升,但弱于15次辐照处理后的熔覆层。熔覆层表面的多重HCPEB辐照效应促进了氧化过程中保护性氧化膜的快速形成,提高了其化学稳定性,有效增强了NiCoCrAlYSi熔覆层抗高温氧化性能。
郝昊[4]（2020）在《汽车冲压件热挤压模具激光熔覆强化工艺研究》文中指出模具工业是国民经济的基础,模具生产技术水平是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具的使用性能,尤其是使用寿命会直接影响模具的加工效率和成本,模具过早的损伤会影响产品质量,增大企业负担,从而丧失市场竞争力。因此,采取现代化的工艺方法,提高模具的质量从而延长模具使用寿命是一个意义重大的课题。8407钢热挤压模具在服役过程中,反复被加热和冷却,表面容易产生塌角、变形、磨损等损伤,不仅破坏模具表面的尺寸精度,而且严重影响挤压件的质量,采用激光熔覆技术对模具进行表面强化和修复可以延长模具寿命,节约企业成本。本文以H13粉末作为基体粉末,在其中加入不同含量的稀土氧化物Y2O3和陶瓷相WC颗粒,在8407钢表面激光熔覆得到H13基复合熔覆层,利用X射线衍射仪（XRD）对不同强化相含量的激光熔覆层进行物相分析,利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对激光熔覆层的组织和强化相形态进行观察,利用维氏高温硬度计对激光熔覆层的高温硬度进行测试,研究结果表明:Y2O3含量对于激光熔覆层的硬度影响不大,过量的Y2O3会使激光熔覆过程反应剧烈,影响熔覆层质量,Y2O3对于熔覆层的强化机理主要是细晶强化和弥散强化。WC添加量越高,材料硬度提升越高,但WC含量过量时会影响熔覆层质量,WC的强化机理主要为第二相强化和细晶强化,单一添加WC的粉末在激光熔覆过程中WC的分解仅限于WC颗粒周围,无法扩散到整个熔覆层中,整体组织性能分布不均匀。同时添加Y2O3和WC的激光熔覆层的物相中,除基体相外,还有M7C3相、WC1-x相以及W原子,稀土氧化物Y2O3的引入使熔覆层中碳化物的种类增多,组织变得更加复杂。WC和Y2O3的最佳掺入比例为H13+1%Y2O3+10%WC,此时激光熔覆层中未熔的WC颗粒最少,且硬度值相对最优,为820.7HV。Y2O3的加入会促进熔覆层中WC颗粒的分解,WC分解得到的C与基体中Fe、Cr等合金元素会形成M7C3强化相,W、Si原子会固溶在激光熔覆层和强化相中,同时未熔的Y2O3颗粒也会对熔覆层起到弥散强化和细晶强化的作用,多种强化机制的共同作用使激光熔覆层性能大幅提高。激光熔覆层中裂纹的产生与M7C3复合强化相的含量和分布关系很大,通过工艺和粉末配方控制熔覆层中M7C3复合强化相的含量,是得到性能优异的激光熔覆层的关键。同时稀土氧化物Y2O3和陶瓷相WC的加入会改变熔池的熔化潜热,缩短熔池凝固时间,从而使残余应力增大,熔覆层的开裂敏感性增加。H13+1%Y2O3+10%WC成分激光熔覆层在500-800℃下高温硬度均优于8407钢基体,激光熔覆层在500℃下高温性能稳定,600℃开始,随保温时间延长,激光熔覆层性能出现下降趋势。
于江通[5]（2020）在《激光熔覆涂层裂纹敏感性及控制方法研究》文中研究说明激光熔覆是一种集光、粉、气相互作用为一体的先进绿色增材制造技术,以其稀释率低、热影响区小、成形精度可控等优点在工业领域备受关注。但是自激光熔覆技术诞生以来熔覆层高裂纹敏感性一直是一个非常棘手的问题,尤其是制备高硬度涂层更易出现裂纹,这严重阻碍了激光熔覆技术的发展。本文针对激光涂层裂纹问题进行了研究,主要研究方法及结论如下:（1）研究了激光熔覆Ni60涂层裂纹的宏观形貌以及冷裂纹和热裂纹（包括熔覆层凝固裂纹、热影响区液化裂纹、熔覆层金属液化裂纹）的形成条件、形成位置、形成原因和影响因素。分析了激光熔覆时和熔覆后产生的应力对基体和熔覆层的作用情况,并利用微观二次裂纹对微观裂纹的裂纹源、主裂纹扩展方向进行了判定。采用变基体厚度的激光熔覆试验方法,研究了不同厚度基体变形规律和涂层裂纹敏感性。利用正交试验研究了不同参数下涂层的裂纹敏感性,使用直观分析法分析了各因素对裂纹敏感性影响的主次顺序,使用方差分析法研究了各因素对裂纹敏感性的显着程度。（2）通过正交试验采集样本数据,建立了送粉量、搭接率、扫描速度与激光熔覆镍基熔覆层裂纹密度之间的遗传算法优化神经网络模型,确立了工艺参数与Ni60熔覆层裂纹密度的非线性映射关系。经检验,遗传算法优化神经网络模型的预测误差均在9.8%以内,证明了该模型的可靠性。再次使用遗传算法优化神经网络模型的预测结果,模型预测结果寻优得到裂纹密度最小的工艺参数是:送粉量15.0726g/min、搭接率49.7997%、扫描速度5.9275mm/s。这对涂层裂纹智能化控制的研究具有较大的参考意义。（3）在有超声振动和无超声振动的条件下以45号钢为基体分别进行Ni60和Fe60涂层的制备。通过试验从微观和宏观角度分析研究了超声振动对激光熔覆Ni60和Fe60涂层裂纹及组织性能的影响。结果表明,在超声振动条件下Ni60和Fe60熔覆层表面粗糙度更小、裂纹敏感性降低,涂层内部晶粒较细小,总体形貌和组织好于无超声振动干预的涂层。施加超声振动的镍基和铁基熔覆层平均硬度分别约是基体的3.94倍和3.91倍,分别比未施加超声振动的镍基和铁基熔覆层平均硬度增加约117HV0.2和106HV0.2。超声振动对Ni60和Fe60涂层的耐磨性影响较小,仅有略微提高。
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》文中提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%。
杨新意[7]（2020）在《激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究》文中研究指明残余应力问题是激光熔覆增材制造及再制造大规模商业化应用最亟待解决的问题之一。激光熔覆过程剧烈的温度场演化必然伴随应力、应变演化,导致零件产生较高的残余应力,残余应力将影响零件的服役性能和安全,甚至使零件在制造过程中由于开裂和变形而报废。但是,现有对残余应力的测量手段大多仅限于表面残余应力对实际生产的指导作用有限。因此,研究激光熔覆过程中应力沿深度方向的演化规律及机理,更好地实现残余应力水平及分布的调控,具有非常重要的科学意义和现实意义。本文系统地研究了激光熔覆再制造过程中沿熔覆深度方向的组织、硬度、残余应力演化,阐述了激光能量密度对应力场演变的影响规律及机理,探讨了通过调控热输入来调整残余应力水平及分布的方法。首先,利用基于同步送粉的激光熔覆技术在Q345钢表面制备两组参数完全相同的单层厚度小于1mm、组织致密、高硬度的Fe基熔覆试样。采用着色探伤的方法对熔覆试样表面进行了裂纹统计,建立了激光熔覆能量密度与裂纹敏感性之间的相关性,讨论了影响激光熔覆表面宏观形貌的主要因素,得到了在特定材料下的最佳激光熔覆工艺参数。其次,采用扫描电镜和线扫描技术,研究了不同激光能量密度下熔覆层和热影响区的组织演化规律,分析了在不同激光能量密度下从熔覆层到热影响区的元素分布规律,总结了激光能量密度对熔覆层成形性、热影响区和熔覆层显微组织及硬度的影响规律,揭示了Q345钢熔覆层的强化机制,获得了成形较好,热影响区宽度约为0.7mm的熔覆层,熔覆层硬度为420592HV,主要由相变强化和固溶强化引起,随激光能量密度增加而上升。然后,采用基于电化学腐蚀和X射线衍射的剥层法对另外一组参数完全相同的试样进行了熔覆层表面到热影响区的残余应力测量,并依据材料力学的相关知识对测量值进行了修正。表征了残余应力沿深度方向的分布规律,讨论了激光能量密度对激光熔覆残余应力的影响机制,揭示了残余应力与宏观裂纹分布之间的内在联系,获得了降低残余应力水平的最佳能量密度区间。最后,基于堆积策略对激光熔覆残余应力的影响,采用正交实验法,改变激光熔覆过程中的熔覆路径,讨论了不同熔覆路径下激光能量密度对熔覆表面裂纹分布的影响规律,采用剥层法得到了不同熔覆路径下激光能量密度对激光熔覆试样熔覆层和热影响区残余应力分布的影响机制,建立了激光熔覆能量密度-残余应力-宏观裂纹三者之间的关系链。该论文有图38幅,表7个,参考文献81篇。
庞义斌[8]（2020）在《Ni基复合粉末介入的激光熔覆层组织和性能》文中研究表明球阀长期服役于恶劣的工况环境,表面经常出现磨痕、凹坑。这些磨损痕迹、腐蚀坑严重时会导致整个球阀的报废失效。为了提高球阀的使用寿命,工业中常在其表面制备耐磨、耐蚀涂层。而激光熔覆作为先进的材料表层处理技术,在耐磨、耐蚀涂层的制备方面得到了广泛的应用。近年来,越来越多的研究者进行了激光熔覆WC增强型镍基熔覆层的相关研究,发现激光熔覆层在很大程度上改善了基体材料的表面性能。然而,由于激光熔覆层存在较大的热相变应力,以及WC颗粒和Ni基合金之间的热物性存在很大差异,极易在熔覆过程中产生气孔、裂纹,成为目前待解决的技术难题及研究热点。本文进一步探索了WC含量对镍基熔覆层熔池流动方向、组织形态和冶金行为的影响机制,并通过建立的回归模型,优化工艺参数,探索了获得高质量熔覆层的方法。针对WC镍基熔覆层,通过LaB6和ZrW2O8分别介入的调制措施,探索了零开裂熔覆层的形成机制,以及熔覆层的强化机制。主要研究工作如下:（1）WC含量对镍基熔覆层裂纹敏感性、WC颗粒分布、显微组织、冶金行为、显微硬度、耐磨性和耐蚀性能的影响机制的探索。结果表明,当熔覆层WC含量从0增加到20wt.%时,熔覆层开裂,裂纹率基本不变,但当WC含量继续增加时,裂纹敏感性增大。随着WC含量增加,熔覆层熔宽、稀释率都先增大后减小,熔池流动方向发生转变。当WC含量高于20wt.%时,WC颗粒在Marangoni力带动下弥散分布在熔覆层中。Ni60/WC熔覆层主要物相是γ（Ni,Fe）、FeNi3、Cr4Ni15W、Ni4B3、M23C6、M7C3、Fe3Ni3B、Cr5B3、CrB、WC和W2C。随着WC含量的增加,熔覆层树枝晶逐渐细化,硬质相由富Cr碳化物向富W碳化物转变,白色和灰色硬质相明显增多,位于白色和灰色相之间的共晶体数量也相应减少。此外,WC颗粒的添加,改变了Fe、W、Cr、B和C在熔覆层各区域的原子浓度分布,使得熔覆层结合强度提高。随着WC含量增加,熔覆层硬度逐渐增加,耐磨性、耐蚀性均先升高后降低,当WC添加量为30wt.%时熔覆层耐磨性、耐蚀性最好。（2）熔覆层工艺参数回归模型的构建与工艺参数优化。以熔覆层的熔宽、熔高、稀释率、表面成形状况、裂纹数量、硬度、组织均匀性等制定了工艺评价指标,通过调整激光功率、送粉电压、扫描速度等工艺参数,建立了硬度、熔宽、熔高、稀释率、质量评价指标与工艺参数之间相关性的回归模型,获得了制备无裂纹的Ni60/WC熔覆层的工艺参数窗口,优化了工艺参数。根据工艺参数优化窗口得到最佳熔覆条件:激光功率1.7kW、送粉电压7.2V、扫描速度2mm/s时,此时熔覆层硬度为59.6HRC,稀释率为6.7%,质量评价指标为89.2,满足优化要求。回归模型的试验验证表明,回归预测值与试验值较接近,相对误差都在10%以内,说明建立的回归模型能预测熔覆层特征与工艺参数之间的关系。相比高功率、低送粉电压制备的熔覆层,优化后的熔覆层无裂纹产生、硬度高,但耐磨性、耐蚀性降低,因而合理匹配功率、送粉电压和扫描速度使WC足量溶解固溶强化熔覆层,是制备低开裂倾向、高质量熔覆层的关键。（3）通过研究不同LaB6含量的Ni60/WC熔覆层组织和性能,揭示了LaB6对熔覆层裂纹敏感性的影响机制以及对熔覆层的强化机理。结果表明,随着LaB6含量的增加,熔覆层的开裂倾向降低,熔宽逐渐增大,熔高先增大后减小而稀释率先减小后增加。同时,碳化物从树枝状,块状和条状M23C6转变为菱形M7C3,且尺寸逐渐减小。随着LaB6含量的增加,熔覆层的平均硬度先增加后降低,且显微硬度的波动幅度逐渐降低。受金属间化合物的数量、硼化物硬质相的析出和微观偏析的影响,熔覆层的耐磨性随LaB6含量的增加而降低。另外,添加0.6 wt.%和0.9 wt.%LaB6熔覆层具有较好的耐蚀性,但添加LaB6的熔覆层耐蚀性低于Ni60/WC熔覆层。因而,根据LaB6含量与熔覆层裂纹敏感性、耐磨性、耐蚀性之间规律,要制备无裂纹、高质量熔覆层,LaB6添加量不宜过多,最佳添加量为1.2wt.%,此时熔覆层开裂倾向最低,综合性能优于镍基熔覆层。（4）通过研究不同含量ZrW2O8的Ni60/WC熔覆层成型、裂纹敏感性、组织、显微硬度、耐磨性和耐蚀性,探索了ZrW2O8对熔覆层裂纹敏感性的影响机制以及对熔覆层的强化机理。结果表明,随着ZrW2O8含量的增加,熔覆层熔宽逐渐增大,熔高逐渐减小而稀释率先减小后增大,且裂纹敏感性降低。熔覆层存在γ（Ni,Fe）、Cr4Ni15W、Ni4B3、Cr5B、WC和W2C相,随ZrW2O8含量的增加,熔覆层其余FeNi3、Fe3Ni2和M23C6相消失和Ni17W3、FeNi、M3C2和ZrO2相原位生成。同时,随着ZrW2O8含量的增加,熔覆层组织中树枝晶和等轴晶的比例逐渐增大,晶粒逐渐细化,组织更加均匀致密,而熔覆层的显微硬度波动逐渐减缓和其平均值逐渐减小。除ZrW2O8含量为2%和4%的熔覆层外,ZrW2O8含量的增加显着提高了熔覆层的耐磨性和耐腐蚀性。制备的熔覆层不宜过低,当ZrW2O8含量为10wt.%时,熔覆层熔高适宜,此时熔覆层组织最为致密,无气孔、裂纹等缺陷,耐磨性、耐蚀性最好。所以,添加适量ZrW2O8可以制备高度适宜、低开裂倾向、高耐磨性、高耐蚀性的熔覆层。
朱国芳[9]（2020）在《碳含量对FeCrNiMoSiC激光熔覆层组织及性能的影响》文中进行了进一步梳理生产实践中以钢铁为主要材料的工件数量巨大,工件长时间使用会面临失效。铁基合金粉末因其与钢铁类工件的成分相近,所以在激光熔覆中被广泛应用于修复工件。Cr、Ni、Mo、Si、C是常见的激光熔覆铁基粉末添加元素。合金元素添加的含量直接影响到熔覆层的性能。C对铁基合金的性能影响极大,适当的碳含量不仅能提高熔覆层的耐磨性,还能提高强度。碳含量超过一定范围会使得熔覆层的耐腐蚀性迅速下降,所以需要找到适合的碳含量来提高熔覆层的综合性能。性能的差异反映在熔覆层组织上,通过研究组织和相的变化,对性能从微观组织方面进行解释。因此研究FeCrNiMoSiC铁基合金熔覆层的组织和相对于修复钢铁类失效工件具有重要意义。本文通过激光熔覆技术,以不同碳含量FeCrNiMoSiC铁基粉末,在相同的工艺参数下制备形貌良好的熔覆层。对不同碳含量的熔覆层组织和相组成进行观察和分析,根据XRD、EDS等测试的结果,从动力学和热力学的角度解释了形成相的原因。另外,对熔覆层的硬度、耐腐蚀性能、耐磨性及抗拉强度进行了测试,结合熔覆层中的相和组织,对上述性能进行了机理性的分析。结果表明,熔覆层主要由γ（Fe,C）、γ（Fe,Ni,Cr）组成。通过相图模拟可知,在凝固初期出现大量奥氏体,这与XRD分析结果一致。通过EDS能谱分析可知,晶内的碳含量相对于晶界偏高,而Cr、Mo在晶界处含量较高,Ni分布比较均匀。熔覆层的硬度随着碳含量的升高而升高。碳化物提升了熔覆层的硬度,但大部分C固溶于奥氏体基体中。FeCrNiMoSiC熔覆层在3.5%NaCl水溶液中具有良好的耐蚀性能。随着碳含量的升高,熔覆层的耐蚀性下降。敏化处理后的熔覆层,在晶界附近发生晶间腐蚀,熔覆层的耐蚀性能进一步降低。FeCrNiMoSiC熔覆层在滑动摩擦条件下,发生磨料、疲劳和黏着磨损。另外,随着碳含量的升高,激光熔覆层的抗拉强度及裂纹敏感性升高。本文对不同碳含量激光熔覆层的组织和性能进行了研究,并进行了机理性的分析,研究成果对于激光熔覆修复钢铁类工件具有一定的指导作用。
李广琪,王丽芳,赵亮,朱刚贤,石世宏[10]（2021）在《激光熔覆层裂纹问题的研究进展》文中研究表明从激光熔覆层裂纹的产生机制、影响因素、控制措施及外力辅助调控等方面,总结了控制裂纹产生的主要措施,可为因内应力造成零件易于开裂的难题提供借鉴。同时,对未来控制熔覆层裂纹问题的发展进行了展望。
二、激光熔覆层开裂行为的影响因素及控制方法（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、激光熔覆层开裂行为的影响因素及控制方法（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）模具表面超声辅助激光熔覆陶瓷复合层实验及分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 激光熔覆技术及其存在的问题 |
| 1.2.1 激光熔覆概述 |
| 1.2.2 激光熔覆研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆常见的问题 |
| 1.3 超声振动研究现状 |
| 1.3.1 超声波焊接 |
| 1.3.2 超声辅助焊接 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 试验设备与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 熔覆设备 |
| 2.2.2 超声振动平台 |
| 2.3 检测方案 |
| 2.3.1 金相观察 |
| 2.3.2 扫描电镜分析 |
| 2.3.3 显微硬度测试 |
| 2.3.4 物相分析 |
| 2.3.5 电化学腐蚀性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆陶瓷颗粒工艺参数优化 |
| 3.1 激光熔覆层的宏观形貌观察 |
| 3.1.1 激光电流对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.1.2 扫描速度对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2 激光熔覆层显微组织分析 |
| 3.3 激光熔覆层表面硬度分析 |
| 3.4 碳化钨陶瓷粉末粒度对熔覆层的影响 |
| 3.4.1 粉末粒度对熔覆层几何形貌以及裂纹敏感性的影响 |
| 3.4.2 粉末粒度对熔覆层物相的影响 |
| 3.4.3 粉末粒度对熔覆层组织的影响 |
| 3.4.4 粉末粒度对熔覆层显微硬度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 辅助超声对熔覆层性能的影响 |
| 4.1 超声场的作用机理 |
| 4.1.1 超声空化现象 |
| 4.1.2 超声场的机械效应 |
| 4.1.3 超声场的热效应 |
| 4.2 超声场对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 4.2.1 超声场对熔覆层形貌的作用机理 |
| 4.2.2 超声场对激光熔覆陶瓷涂层裂纹抑制机理 |
| 4.3 超声场对激光熔覆层凝固组织及硬质相分布的影响 |
| 4.4 超声场对陶瓷颗粒润湿性的影响 |
| 4.5 超声场对熔覆层耐腐蚀性的影响 |
| 4.6 超声场对熔覆层显微硬度的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）强流脉冲电子束作用下激光熔覆NiCoCrAlYSi涂层组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层介绍 |
| 1.2.1 热障涂层材料体系及应用背景 |
| 1.2.2 MCrAlYX涂层中元素作用 |
| 1.2.3 高温防护涂层失效机理 |
| 1.2.4 常见MCrAlYX涂层的制备方法 |
| 1.3 激光熔覆技术 |
| 1.3.1 激光熔覆技术介绍 |
| 1.3.2 激光熔覆技术研究进展 |
| 1.4 改善材料高温服役性能的研究进展 |
| 1.4.1 预氧化法 |
| 1.4.2 激光喷丸强化法 |
| 1.4.3 纳米颗粒增强法 |
| 1.5 强流脉冲电子束(HCPEB)技术 |
| 1.5.1 HCPEB技术介绍 |
| 1.5.2 HCPEB研究现状 |
| 1.6 研究目的及内容 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 激光熔覆粉末 |
| 2.2 激光熔覆设备与样品制备方法 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 激光熔覆样品制备方法 |
| 2.3 HCPEB设备与样品制备方法 |
| 2.3.1 HCPEB设备 |
| 2.3.2 HCPEB辐照处理 |
| 2.4 力学性能与抗高温氧化性能测试 |
| 2.4.1 力学性能测试 |
| 2.4.2 高温氧化性能测试 |
| 2.5 微观结构表征 |
| 2.5.1 X射线衍射分析 |
| 2.5.2 扫描电镜与能谱分析 |
| 2.5.3 透射电镜分析 |
| 第三章 HCPEB辐照前后熔覆层组织结构与力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光熔覆参数优化 |
| 3.2.1 激光功率 |
| 3.2.2 扫描速度 |
| 3.2.3 送粉量 |
| 3.2.4 搭接率 |
| 3.3 HCPEB辐照前后熔覆层相结构与微观形貌分析 |
| 3.3.1 HCPEB辐照前后熔覆层相结构分析 |
| 3.3.2 原始熔覆层表面形貌分析 |
| 3.3.3 原始熔覆层截面形貌分析 |
| 3.3.4 HCPEB辐照后熔覆层表面形貌分析 |
| 3.3.5 HCPEB辐照后熔覆层截面形貌分析 |
| 3.4 HCPEB辐照前后熔覆层显微硬度分析 |
| 3.5 熔覆层组织结构与力学性能演变机理分析 |
| 3.5.1 原始熔覆层组织结构形成机制 |
| 3.5.2 HCPEB辐照后熔覆层微观结构形成机制 |
| 3.5.3 HCPEB辐照后熔覆层力学性能增强机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 熔覆层抗高温氧化性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 熔覆层抗高温氧化性能 |
| 4.2.1 TGO相结构分析 |
| 4.2.2 TGO表面形貌分析 |
| 4.2.3 TGO截面形貌分析 |
| 4.3 氧化动力学分析 |
| 4.4 TGO生长行为与演化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同HCPEB辐照次数下熔覆层抗高温氧化性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 15 次HCPEB辐照处理后的熔覆层抗高温氧化性能 |
| 5.2.1 TGO相结构分析 |
| 5.2.2 TGO表面形貌分析 |
| 5.2.3 TGO截面形貌分析 |
| 5.2.4 氧化动力学分析 |
| 5.3 45 次HCPEB辐照处理后的熔覆层抗高温氧化性能 |
| 5.3.1 TGO相结构分析 |
| 5.3.2 TGO表面形貌分析 |
| 5.3.3 TGO截面形貌分析 |
| 5.3.4 氧化动力学分析 |
| 5.4 TGO生长行为与演化机理分析 |
| 5.4.1 15 次HCPEB辐照熔覆层TGO生长行为与演化机理分析 |
| 5.4.2 45 次HCPEB辐照熔覆层TGO生长行为与演化机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（4）汽车冲压件热挤压模具激光熔覆强化工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 工程背景 |
| 1.2 激光熔覆技术及在模具领域的应用 |
| 1.2.1 激光熔覆原理及特点 |
| 1.2.2 激光熔覆在模具领域的应用 |
| 1.3 激光熔覆粉末材料体系 |
| 1.3.1 传统激光熔覆粉末体系 |
| 1.3.2 稀土元素对传统体系熔覆层的影响 |
| 1.3.3 稀土增强金属陶瓷层的研究现状 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 第二章 H13粉末激光熔覆工艺研究 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 分析检测设备 |
| 2.2 激光熔覆工艺研究 |
| 2.2.1 正交实验 |
| 2.2.2 单层多道激光熔覆工艺研究 |
| 2.2.3 多层多道激光熔覆路径研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 单一强化相对于激光熔覆层组织和性能的影响 |
| 3.1 Y_2O_3含量对于H13粉末激光熔覆层的影响 |
| 3.1.1 XRD分析 |
| 3.1.2 激光熔覆层形貌和显微组织 |
| 3.1.3 EDS分析 |
| 3.1.4 激光熔覆层硬度分析 |
| 3.2 WC含量对于H13粉末激光熔覆层的影响 |
| 3.2.1 XRD分析 |
| 3.2.2 激光熔覆层形貌和显微组织 |
| 3.2.3 EDS分析 |
| 3.2.4 激光熔覆层硬度分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 同时添加Y_2O_3和WC对于激光熔覆层组织和性能的影响 |
| 4.1 多组元粉末设计 |
| 4.2 激光熔覆层组织性能分析 |
| 4.2.1 XRD分析 |
| 4.2.2 激光熔覆层截面金相组织 |
| 4.2.3 EDS分析 |
| 4.2.4 激光熔覆层显微硬度 |
| 4.3 激光熔覆层裂纹产生机理分析 |
| 4.3.1 激光熔覆层微裂纹情况 |
| 4.3.2 激光熔覆层严重裂纹情况 |
| 4.3.3 激光熔覆层断裂情况 |
| 4.3.4 激光裂纹产生机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 H13+1%Y_2O_3+10%WC成分激光熔覆层的高温性能表征 |
| 5.1 激光熔覆层的高温硬度测试 |
| 5.2 高温保温时间对硬度的影响 |
| 5.3 激光熔覆层高温保温试样形貌及组织分析 |
| 5.3.1 激光熔覆层高温保温试样形貌分析 |
| 5.3.2 激光熔覆层高温保温试样显微组织分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 个人简历 |
| 参研课题 |
| 已发表学术论文 |
（5）激光熔覆涂层裂纹敏感性及控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.1 激光熔覆技术的发展 |
| 1.2.2 激光熔覆技术 |
| 1.3 激光熔覆涂层裂纹研究现状 |
| 1.3.1 激光熔覆层裂纹敏感性研究现状 |
| 1.3.2 激光熔覆层裂纹控制方法研究现状 |
| 1.4 课题来源和主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 激光熔覆层裂纹形成及扩展形式研究 |
| 2.1 镍基熔覆层裂纹特征 |
| 2.1.1 镍基熔覆层裂纹宏观形貌 |
| 2.1.2 镍基熔覆层热裂纹 |
| 2.1.3 镍基熔覆层冷裂纹 |
| 2.2 镍基熔覆层裂纹的形成 |
| 2.2.1 镍基熔覆层应力分析 |
| 2.2.2 镍基熔覆层裂纹微观分析 |
| 2.3 镍基熔覆层裂纹的扩展 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆层裂纹敏感性研究 |
| 3.1 变基体厚度的涂层裂纹敏感性 |
| 3.1.1 激光熔覆应力来源 |
| 3.1.2 变基体厚度的熔覆层裂纹敏感性试验 |
| 3.1.3 变基体厚度的熔覆层裂纹敏感性分析 |
| 3.2 熔覆层裂纹敏感性评估 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 裂纹敏感性直观分析 |
| 3.2.3 扫描速度对涂层裂纹敏感性的影响 |
| 3.2.4 裂纹敏感性方差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于智能算法的涂层裂纹控制方法 |
| 4.1 模型训练样本数据的提取 |
| 4.1.1 制备样本的试验设备与材料 |
| 4.1.2 制备样本的试验方法 |
| 4.1.3 样本数据采集 |
| 4.2 神经网络和遗传算法的镍基激光熔覆层裂纹预测与控制 |
| 4.2.1 裂纹预测网络拓扑结构模型的建立 |
| 4.2.2 裂纹预测网络模型的训练 |
| 4.2.3 遗传算法优化神经网络 |
| 4.2.4 优化神经网络模型预测效果检验 |
| 4.2.5 遗传算法对模型预测结果寻优 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超声振动对激光熔覆层裂纹控制试验研究 |
| 5.1 超声振动辅助激光熔覆工艺试验方法 |
| 5.1.1 超声振动辅助激光熔覆试验设备及原理 |
| 5.1.2 超声振动辅助激光熔覆试验设计与材料 |
| 5.1.3 超声振动辅助制备涂层形貌及性能的分析方法 |
| 5.2 超声振动对涂层作用机理分析 |
| 5.3 超声振动对熔覆层裂纹及性能的影响 |
| 5.3.1 超声振动对Ni60和Fe60涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 超声振动对Ni60和Fe60涂层组织的影响 |
| 5.3.3 超声振动对Ni60和Fe60涂层硬度的影响 |
| 5.3.4 超声振动对Ni60和Fe60涂层耐磨性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（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）激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 相关技术的国内外研究现状 |
| 1.3 激光熔覆成形过程的残余应力形成及机理 |
| 1.4 激光熔覆成形过程残余应力的调控 |
| 1.5 存在的主要问题 |
| 1.6 课题来源及本文主要研究内容 |
| 2 实验过程与方法 |
| 2.1 激光熔覆实验材料和平台 |
| 2.2 残余应力的测量 |
| 2.3 微观组织及成分分析 |
| 2.4 显微硬度测试 |
| 2.5 电化学腐蚀剥层 |
| 2.6 表面宏观裂纹测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 残余应力的表征及修正研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 X射线衍射法测残余应力的表征基础 |
| 3.3 残余应力的表征方法 |
| 3.4 残余应力的修正方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 激光能量密度对宏观裂纹及残余应力分布的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验参数的选择 |
| 4.3 激光熔覆宏观形貌分析 |
| 4.4 激光能量密度对表面裂纹的影响 |
| 4.5 残余应力测量及修正后结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 激光能量密度对组织性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验参数的选择 |
| 5.3 激光熔覆层微观组织分析结果 |
| 5.4 显微硬度测试结果 |
| 5.5 激光熔覆层成分分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 激光熔覆路径对残余应力及宏观形貌的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 熔覆路径及参数的选择 |
| 6.3 激光能量密度对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 6.4 激光能量密度对熔覆层残余应力的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）Ni基复合粉末介入的激光熔覆层组织和性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光熔覆技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 熔覆材料研究现状 |
| 1.2.2 镍基WC熔覆层的研究现状 |
| 1.3 镍基WC熔覆层裂纹的产生与控制 |
| 1.3.1 裂纹的产生原因 |
| 1.3.2 激光熔覆层裂纹控制方法 |
| 1.4 稀土在激光熔覆中的应用 |
| 1.5 负膨胀特性材料 |
| 1.5.1 负膨胀特性材料的特性及应用 |
| 1.5.2 钨酸锆(ZrW_2O_8) |
| 1.6 课题的研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第2章 试验设备、材料及方法 |
| 2.1 激光熔覆试验设备的构成 |
| 2.2 激光熔覆试验及内容 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验方案设计 |
| 2.2.3 熔覆层组织与性能检测 |
| 第3章 WC增强型Ni基熔覆层的组织和性能 |
| 3.1 WC含量对熔覆层宏观成型和裂纹敏感性的影响 |
| 3.2 WC含量对熔覆层显微组织的影响 |
| 3.3 WC含量对熔覆层冶金行为的影响 |
| 3.4 WC含量对熔覆层性能的影响 |
| 3.4.1 熔覆层显微硬度 |
| 3.4.2 熔覆层耐磨性能 |
| 3.4.3 熔覆层耐蚀性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 激光熔覆关键工艺参数的模型构建与优化 |
| 4.1 关键参数回归模型的构建 |
| 4.1.1 回归模型及显着性检验 |
| 4.1.2 试验因素对试验指标的影响 |
| 4.2 回归模型的训练及验证 |
| 4.3 参数优化与结果分析 |
| 4.3.1 熔覆层的物相分析与显微组织 |
| 4.3.2 熔覆层的显微硬度 |
| 4.3.3 熔覆层的耐磨性能 |
| 4.3.4 熔覆层的耐蚀性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 LaB_6介入的熔覆层组织和性能 |
| 5.1 LaB_6含量对熔覆层宏观成型及裂纹敏感性的影响 |
| 5.2 LaB_6含量对熔覆层显微组织的影响 |
| 5.3 LaB_6含量对熔覆层性能的影响 |
| 5.3.1 熔覆层的显微硬度 |
| 5.3.2 熔覆层的耐磨性能 |
| 5.3.3 熔覆层的耐蚀性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 ZrW_2O_8介入的熔覆层组织和性能 |
| 6.1 ZrW_2O_8含量对熔覆层宏观成型及裂纹敏感性的影响 |
| 6.2 ZrW_2O_8介入的熔覆层物相分析 |
| 6.3 ZrW_2O_8含量对熔覆层显微组织的影响 |
| 6.4 ZrW_2O_8含量对熔覆层性能的影响 |
| 6.4.1 熔覆层的显微硬度 |
| 6.4.2 熔覆层的耐磨性能 |
| 6.4.3 熔覆层的耐蚀性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（9）碳含量对FeCrNiMoSiC激光熔覆层组织及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光熔覆铁基合金的研究现状及设计 |
| 1.2.1 激光熔覆铁基合金研究现状 |
| 1.2.2 激光熔覆铁基合金设计原则 |
| 1.2.3 激光熔覆铁基合金设计思路 |
| 1.3 合金元素在激光熔覆铁基合金中的作用 |
| 1.3.1 碳在铁基合金中的作用 |
| 1.3.2 其他合金元素在铁基合金中的作用 |
| 1.4 不同碳含量铁基激光熔覆层的组织和性能 |
| 1.4.1 低碳激光熔覆铁基合金的组织和性能 |
| 1.4.2 中碳激光熔覆铁基合金的组织和性能 |
| 1.4.3 高碳激光熔覆铁基合金的组织和性能 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 试验方法及过程 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基板材料 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 激光熔覆设备及工艺参数 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 工艺参数 |
| 2.3 敏化处理 |
| 2.4 组织及性能表征方式 |
| 2.4.1 显微组织分析 |
| 2.4.2 性能测试方式 |
| 2.5 JMatPro相图模拟计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 碳含量对Fe CrNiMoSiC熔覆层组织及相的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同碳含量熔覆层组织分析 |
| 3.2.1 熔覆层宏观形貌分析 |
| 3.2.2 熔覆层微观组织分析 |
| 3.2.3 敏化处理后熔覆层微观组织分析 |
| 3.3 不同碳含量熔覆层物相分析 |
| 3.3.1 物相分析 |
| 3.3.2 相图模拟计算 |
| 3.4 不同碳含量熔覆层能谱分析 |
| 3.4.1 熔覆层能谱分析 |
| 3.4.2 敏化处理后熔覆层能谱分析 |
| 3.5 试验结果的热力学与动力学分析 |
| 3.5.1 热力学分析 |
| 3.5.2 动力学分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 碳含量对Fe CrNiMoSiC熔覆层性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同碳含量熔覆层显微硬度分析 |
| 4.3 不同碳含量熔覆层耐腐蚀性能分析 |
| 4.3.1 敏化处理前熔覆层耐腐蚀性能分析 |
| 4.3.2 敏化处理后熔覆层耐腐蚀性能分析 |
| 4.4 不同碳含量熔覆层常温摩擦磨损性能分析 |
| 4.4.1 摩擦副的确定及材料的基本特性 |
| 4.4.2 熔覆层摩擦系数及磨损失重量 |
| 4.4.3 磨痕轮廓及磨损率 |
| 4.4.4 磨痕形貌及磨损机制 |
| 4.5 不同碳含量熔覆层的开裂分析及拉伸性能 |
| 4.5.1 熔覆层宏观裂纹及分析 |
| 4.5.2 抗拉强度分析 |
| 4.5.3 拉伸断口分析 |
| 4.6 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 参与的科研项目 |
| 学位论文数据集 |
（10）激光熔覆层裂纹问题的研究进展（论文提纲范文）
| 1 激光熔覆层裂纹产生机理 |
| 2 控制激光覆层裂纹问题的研究现状 |
| 2.1 熔覆层产生裂纹的影响因素 |
| 2.2 调控激光熔覆过程中熔覆层开裂的方法 |
| 2.2.1 合理控制材料的热物理性能 |
| 2.2.2 优化工艺参数 |
| 2.2.3 对材料进行热处理 |
| 2.3 外力辅助方法调控熔覆层内应力裂纹问题 |
| 2.3.1 激光冲击强化辅助调控熔覆层开裂行为 |
| 2.3.2 超声振动辅助调控熔覆层开裂行为 |
| 2.3.3 电磁搅拌辅助调控熔覆层开裂行为 |
| 2.3.4 高频微锻造辅助调控熔覆层开裂行为 |
| 3 总结与展望 |
四、激光熔覆层开裂行为的影响因素及控制方法（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]模具表面超声辅助激光熔覆陶瓷复合层实验及分析[D]. 冯梦奎. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [3]强流脉冲电子束作用下激光熔覆NiCoCrAlYSi涂层组织与性能研究[D]. 高承钻. 江苏大学, 2020(02)
- [4]汽车冲压件热挤压模具激光熔覆强化工艺研究[D]. 郝昊. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [5]激光熔覆涂层裂纹敏感性及控制方法研究[D]. 于江通. 新疆大学, 2020
- [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]激光熔覆再制造残余应力表征与调控研究[D]. 杨新意. 中国矿业大学, 2020
- [8]Ni基复合粉末介入的激光熔覆层组织和性能[D]. 庞义斌. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]碳含量对FeCrNiMoSiC激光熔覆层组织及性能的影响[D]. 朱国芳. 浙江工业大学, 2020(08)
- [10]激光熔覆层裂纹问题的研究进展[J]. 李广琪,王丽芳,赵亮,朱刚贤,石世宏. 热加工工艺, 2021(16)