孟宪凯
,
周建忠
,
黄舒
,
盛杰
,
韩煜航
,
朱炜立
,
陈寒松
,
苏纯
稀有金属材料与工程
使用Nd:YAG纳秒激光器分别在试样表面温度为20、100、200、300以及400℃下对TC4钛合金狗骨状拉伸试样进行激光喷丸表面强化,然后使用疲劳试验机在高周疲劳条件下对试样进行残余应力释放测试与疲劳寿命测试,并使用热场发射扫描电镜研究激光温喷丸后试样的断口特点.结果表明,经过10 000次循环载荷后,试样表面温度为20、100、200、300及400℃时激光喷丸TC4钛合金试样的残余压应力幅值分别下降至-100、-75、-132、-196与-146 MPa;由于较高的残余压应力幅值及较低的残余应力释放速度,300℃时激光温喷丸试样的疲劳条带间距约为0.42 μm,比20℃激光喷丸降低了约64％.300℃时激光温喷丸试样的疲劳寿命高达147 846次,约为20℃激光喷丸试样的1.7倍.
关键词:
激光光学
,
残余应力释放
,
高周疲劳
,
激光温喷丸
,
TC4钛合金
赵剑峰
,
黄因慧
,
花国然
,
张建华
,
王蕾
,
张永康
,
周建忠
,
周明
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.03.006
基于选区激光烧结快速成形技术,以纳米Al2O3粉体材料为研究对象,进行了自由形状纳米块体材料制备的研究.研究结果表明,在适当的工艺参数下,可制备出任意形状的Al2O3块体材料,材料内部组织结构致密,晶粒尺寸保持在40nm以内.与其他烧结方法相比,激光烧结制备的纳米材料晶粒尺寸更为细小,组织结构更为致密.
关键词:
激光烧结快速成形
,
纳米材料
,
块体
黄舒
,
盛杰
,
周建忠
,
王作伟
,
章海峰
,
徐苏强
,
鲁金忠
稀有金属材料与工程
为了研究激光喷丸对IN718镍基合金微观组织特性的影响及其在高温下的稳定性,首先在常温下对标准拉伸试样关键区域进行激光喷丸处理,随后将喷丸样置于700℃下保温300 min,作为对比,分别测试了未喷丸样、喷丸样和喷丸高温保持样的表层残余应力和纳米硬度,并采用光学电镜和透射电镜对其微观组织特征进行观测.结果表明,激光喷丸后试样的表层出现了高幅值的残余压应力,最高值出现在喷丸中心,约为-706 MPa;激光喷丸后试样的表层硬度显著提高,平均纳米硬度提高了约67.4％;高温保持后试样的残余应力和纳米硬度均有不同程度的降低,但与未喷丸试样相比,强化增益效果仍然存在;显微组织观察结果显示,激光喷丸后,试样深度方向上晶粒形态均出现了显著的“分层”现象,塑性变形层晶粒细化明显,其影响深度可达80 μm;保温后喷丸样晶界处可见析出条状δ相;TEM图像进一步表明,激光喷丸诱导的晶粒细化是条状孪晶和位错组织混合交织的结果;保温后喷丸样晶界处发现了沿同一方向向晶内延伸的位错阵列,这很好地验证了位错在高温下的活性,且是激光喷丸抑制晶粒在高温下快速增长的直接证据.
关键词:
IN718镍基合金
,
激光喷丸
,
高温性能
,
显微组织
周建忠
,
韩煜航
,
黄舒
,
孟宪凯
,
盛杰
,
朱炜立
,
徐苏强
稀有金属
为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析.结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500 min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放68％和36.7％,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数.
关键词:
IN718
,
激光温喷丸
,
高温释放
,
残余应力
,
位错密度
黄舒
,
周建忠
,
盛杰
,
朱伟
,
钟辉
,
梅於芬
稀有金属材料与工程
对Ti13Nb13Zr合金进行激光喷丸强化处理,处理前后试样分别在3.5％的NaCl溶液和Hank's溶液中进行往复滑动摩擦试验,研究激光喷丸对Ti13Nb13Zr合金生物摩擦磨损性能的影响.通过磨损量和摩擦系数对材料的摩擦磨损性能进行了评价,利用光学显微镜、扫描电子显微镜对磨痕形貌和磨损机理进行了分析.结果表明:与未喷丸试样相比,喷丸处理后试样的磨损量显著降低,无论在3.5％的NaCl溶液还是Hank's溶液的润滑下,激光喷丸试样的摩擦系数普遍降低,且随着激光能量的增大而减小;未喷丸试样呈现典型的接触疲劳磨损和擦伤磨损机制,而喷丸处理后试样则主要呈现磨粒磨损和粘着磨损机制.
关键词:
激光喷丸强化
,
Ti13Nb13Zr合金
,
往复滑动摩擦
,
磨损机理
戴亚春
,
王匀
,
周建忠
,
陈炜
,
董芳
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.07.010
介绍了采用高聚物成型微齿轮的主要成型方法--微注射成型.比较了不同种类的注射原料ABS、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)的成型工艺,并就影响微注射成型中影响微制件质量的主要工艺过程:充模压力、熔体温度、模具温度和充填时间等进行数值模拟研究,采用正交优化方法对成型方案进行优化,获得优化的成型参数.为微齿轮成型模具的结构设计、成型工艺参数的合理化等等提供理论依据.通过对微齿轮成型过程的数值模拟优化,得到微注射成型的模具温度升高、注射压力增大、注射温度升高都会缩短充模时间;结果显示,聚合物材料对微注塑齿轮的适用性依次为:ABS＞PP＞PC.
关键词:
微注射
,
微齿轮
,
正交优化
,
数值模拟
杜扬
,
周琳莉
,
杨小凤
,
钱海兵
,
周建忠
工程热物理学报
本论文对地下组合受限空间火灾初期的分区现象进行了模拟试验和数值分析.地下组合受限空间火灾呈现出特殊的分区现象.一般可分为燃烧区、新鲜空气补充区、烟气流区、过渡区和火焰后面的"惰化区"五区.有上下两层的地下复杂组合受限空间可分为燃烧区、烟气流区、新鲜空气补充区和"惰化区"4区.将数值模拟分析结果与实验结果进行了比较,二者吻合较好.研究表明,本文所采用的组合受限空间火灾三维模拟分析模型,是一种既能实现对实际结构复杂火灾现象的模拟分析又能在一定程度上满足实际工程要求的较好分析方法.
关键词:
组合受限空间
,
火灾
,
试验
,
数值分析
任旭东
,
张永康
,
周建忠
,
冯爱新
,
鲁金忠
功能材料
通过对钛合金Ti6Al4V的激光冲击处理,研究了激光冲击处理工艺对钛合金Ti6Al4V力学性能的影响.实验表明:激光冲击处理能有效提升Ti6Al4V的力学性能,在激光功率密度由1.15GW/cm2增加到2.31GW/cm2过程中,其冲击波峰值压力线性增加,表面最大残余压应力也相应增大,最高达-264MPa,表面硬化层的显微硬度高达510Hv,硬化层深度约为0.25mm,经过激光冲击处理后硬度相对于原始钛板提高了64%,随着激光能量的增加,冲击区域的抗拉强度极大增强,塑性降低.
关键词:
钛合金Ti6Al4V
,
激光冲击
,
力学性能
周建忠
,
杜建钧
,
黄舒
,
杨超君
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.06.012
基于激光喷丸机理,提出了板料激光喷丸变形的小挠度纯弯曲变形理论.以外弯矩替代激光喷丸后的残余应力层,把激光喷丸板料变形过程等价为平板的纯弯曲问题,推导出激光喷丸后板料的变形曲率估算式,建立了板料变形曲率半径与残余应力层深度、残余应力的大小及分布和材料性能之间的关系模型.在此基础上对激光喷丸板料成典型的"∧"形过程进行了理论分析和实验研究,取得了一致的结果.
关键词:
材料合成与加工工艺
,
激光技术
,
金属板料
,
喷丸变形
,
残余应力
,
变形曲率
苏纯
,
周建忠
,
孟宪凯
,
杨祥伟
,
杨炼
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.019
温度辅助的激光冲击技术是在激光冲击技术上发展而来的结合热力耦合效应的高能率加工和表面处理技术.在介绍温度辅助的激光冲击技术原理和特点的基础上,分析了激光冲击波的压力模型及时空分布特性、温热及高应变率下术.料的本构模型,重点介绍了利用温度辅助的激光冲击效应的两项技术——温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化.温度辅助激光微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术,其在温热条件下利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件,可使激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善,成形高度较室温下得到进一步提升.激光温喷丸强化技术作为新形材料表面处理工艺,结合了热力耦合效应在应力强化和组织强化方面的诸多优势,能够获得比常温激光冲击强化技术更稳定的残余压应力分布,有效提高材料的耐热腐蚀性和疲劳性能.综述了温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化技术的研究现状,指出了当前在温度辅助的激光冲击技术研究中存在的问题,并对今后的研究做了展望.
关键词:
激光技术
,
激光冲击
,
热力耦合
,
激光微成形
,
激光温喷丸
