论文研究 - AISI-4340激光淬火过程的有限差分法数值研究

本文对通过激光热处理并在环境温度下淬火的圆柱形试样的温度分布进行了数值和实验分析研究。 所研究的圆柱体由AISI-4340钢制成，直径为14.5毫米，长度为50毫米。 通过使用三维数值有限差分法离散温度分布。 微观结构转变的温度梯度是由激光源Nd-YAG 3.0-kW产生的，该激光源使用被编程为控制激光源在空间和时间上的运动的机械手进行操纵。 通过对样品附近表面温度和空气温度的实验测量，我们可以确定对流吸收系数和热传递系数的值，这是对壳体深度进行精确数值预测所必需的数据。 尽管在对流和辐射热损失水平上存在不稳定的动态状态，但对温度传感器的平均结果的分析显示出与显微硬度测量结果的一致性。 所提方法的可行性和有效性导致了一个准确而可靠的数学模型，该模型能够预测通过激光热处理的圆柱形工件中的温度分布。

论文研究 - 带WC刀片的AISI D2钢车削刀具磨损和表面粗糙度的试验。

Taguchi方法基于正交排列（L9，33），方差分析，信噪比和响应表面方法已用于优化最大侧面磨损（VBmax）和表面粗糙度（在干燥环境下转动带有PVD-TiAlN涂层的WC刀片的淬硬钢AISI D2（65 HRC）时，请使用切削刀具的Ra）。 通过采用回归模型； 验证了优化最大侧面磨损和表面粗糙度的切削速度，切削深度和进给速度。 相关信噪比的结果表明，在切削速度为200 m / min，切削深度为0.2 mm，进给速度为0.20 mm / rev的情况下，Ra进行了优化。 VBmax以150 m / min的切割速度，0.4 mm的切割深度和0.3 mm / rev的进给速度进行了优化。 通过方差分析得出结论，切削深度是影响表面粗糙度的主要参数。 进给速度是影响侧面磨损的最重要参数。 确认测试结果表明，Taguchi方法在优化D2钢车削时最小的表面粗糙度和后刀面磨损的加工参数方面非常成功。

基于扫描的AISI 4340花键轴感应加热3D模拟和实验验证

本文基于3D模拟和实验验证，对应用于AISI 4340钢花键轴的非平稳感应加热过程进行了研究。 该研究基于有关固定感应加热情况下开发的各种感应加热参数与最终硬度分布之间的相关形式的知识。 所提出的方法着重于通过广泛的3D有限元方法模拟，全面的灵敏度研究和结构化的实验工作来分析频率，功率，尤其是扫描速度变化的影响。 基于耦合的电磁场和热场分析，使用开发的3D模型估算温度分布和硬度分布。 在用于AISI 4340钢花键的商用双频感应机上进行的实验证实了所提出的建模程序的可行性和有效性。 3D模型验证揭示了模拟结果与测量结果之间的高度一致性，证实了该模型可以有效地用作理解过程以及评估各种参数对淬火过程质量和性能的影响的框架，从而导致最相关最终硬度分布预测模型中使用的变量。

论文研究 - 氢脆AISI 304不锈钢的极高循环疲劳行为和表面裂纹扩展机理

研究了氢脆对AISI 304不锈钢疲劳性能的影响。 未经处理的材料和氢脆材料的疲劳极限在400 MPa时几乎相同，即使样品中的氢含量约为氢含量的8.1倍，氢脆也几乎没有影响。 因此，这种材料中氢气的灵敏度非常低。 本文提出了表面裂纹的萌生，生长，聚结和微脊模型。 滑移线的形成⇒微裂纹的形成⇒裂纹宽度的增加，并且随着裂纹尖端的增长而逐渐钝化⇒由于在剪切方向上的变形而形成许多滑移线⇒在剪切方向上的裂纹扩展，形成微脊，聚结带有相邻的裂纹⇒连续引发，生长，聚结，并形成表面裂纹和试样断裂的山脊。

单颗磨粒磨削AISI1045钢的磨削力实验研究

采用回转直径为400 mm的单颗PCBN磨粒对AISI 1045钢进行磨削实验。使用Kistler 9119AA2型三维测力仪实时测量磨削力,借助扫描电子显微镜(SEM)观察工件表面质量和磨削形态。研究了磨削工艺参数对磨削力的影响规律,并就磨削速度对表面质量的影响进行了分析。结果表明:磨削工艺参数对磨削力有显著的影响,磨削力随磨削线速度增大而减小,随磨削深度增大而增大,随磨粒前角增大而减小;磨削线速度越大,工件表面质量越好,毛刺越少;负前角单颗磨粒磨屑形态主要有卷曲形和螺旋形两种。

论文研究 - 316 L奥氏体不锈钢的热力学行为和耐蚀性

热成型的组件会不断地暴露在带有腐蚀性物质的恶劣环境中。 由热机械加工引起的微观结构变化可预测会提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性。 这项研究的目的是了解动态软化机理与耐蚀性之间的关系，从而优化热成型工艺。 在当前工作中，使用物理模拟研究了AISI 316 L奥氏体不锈钢在动态范围内的动态重结晶（DRX）行为，温度范围为1273-1423 K，应变速率范围为0.1-5.0 s-1。 随后，对热变形的样品进行了电位动力学极化试验和扫描电子显微镜，以研究温度和应变速率对耐蚀性和机械性能的影响。 结果表明，在低温和高应变速率条件下，DRX分数增加，导致晶粒细化。 电位动力学极化测试表明，与DRX样品相比，动态回收的样品显示出较高的耐腐蚀性。 对于所研究的合金找到的最佳途径是在1423 K的温度和0.1 s-1的应变速率下施加应变。

论文研究 - 射频等离子体对碳氮共渗316奥氏体不锈钢的摩擦力学和电化学性能的生物医学应用

AISI 316奥氏体不锈钢是通过射频等离子体进行碳氮共渗的，目的是在制造过程中除了在生物医学应用中使用低成本的整形外科植入材料。 等离子体处理过程是在氮气和乙炔气态混合物中的低工作气压（0.075毫巴）下完成的。 等离子处理时间固定为10分钟，而等离子处理功率从450瓦变为650瓦。 研究了等离子体处理能力对AISI 316的结构，摩擦学，机械，电化学和生物相容性的影响。 结构结果表明在处理过的样品中形成了氮和碳固溶体，氮化铬，碳化铁和氮化铁相。 处理后的层的显微硬度随处理能力的提高而增加，在600 W时达到约1300 HV0.1的最大值，与未处理的基体相比，显微硬度提高了6倍以上。 与未经处理的AISI 316相比，经过处理的AISI 316的耐磨性和耐腐蚀性得到了提高。 摩擦系数从未处理基材的近0.5降低到碳氮共渗样品的近0.3。 碳氮共渗样品的表面能和可湿性随等离子体处理能力的提高而增加。 此外，碳氮共渗样品的间充质干细胞数量比未处理的高。 碳氮共渗工艺后形成的氮和碳固溶体，氮化铬，氮化铁和碳化铁硬质相，对AISI 316合金具有良好的机械，摩擦学，生物相容性和电化学性能。

AISI 8620合金钢激光冲击强化层摩擦学特性

采用高能量激光束对AISI 8620合金钢表面进行冲击强化，利用CETR UMT-2摩擦磨损试验机对激光冲击试样表面进行磨损试验，并用扫描电子显微镜观察磨痕表面的形貌，研究激光冲击强化技术对AISI 8620合金钢耐磨损性能的影响。结果表明，激光冲击在AISI 8620合金钢表层形成残余压应力层，虽然残余压应力会降低氧化磨损和粘着磨损的抗性，但是会增加疲劳磨损的抗性，使AISI 8620合金钢试样的耐磨性提高1倍，多次冲击耐磨性能会更好。随着载荷的增加，激光冲击的AISI 8620合金钢试样的平均摩擦系数呈现先缓慢减小后缓慢增加的趋势。

激光冲击对AISI304不锈钢拉伸性能和摩擦磨损性能的影响

采用高能纳秒激光对AISI304不锈钢表面进行冲击强化，测定激光冲击前后AISI304不锈钢的抗拉强度和应力应变曲线，系统研究了激光冲击增大不锈钢抗拉强度的机理；测量冲击前后的摩擦系数和磨损性能，研究了激光冲击对AISI304不锈钢摩擦磨损性能的影响规律。结果表明：激光冲击纳米晶化AISI304不锈钢表层，从而提高不锈钢的抗拉强度；激光冲击强化提高AISI304不锈钢的磨损性能，略微增ISI304不锈钢的摩擦系数。

论文研究 - 通过火焰热喷涂工艺添加化学镀镍Ni-P获得的NiCrFeBSi涂层的耐蚀性增强

火焰热喷涂（FTS）涂层经常显示出一定的孔隙率并降低了对基材的附着力，这会影响其性能，尤其是其耐腐蚀性。 在这项工作中，比较了通过不同方法涂覆的AISI 1018碳钢的耐腐蚀性：化学镍（EN）涂层，通过FTS获得的NiCrFeBSi，在通过FTS获得的NiCrFeBSi层和NiCrFeBSi层上沉积的EN的双涂层在EN存款中。 使用光学显微镜和扫描电子显微镜技术，EDS显微探针显微分析，粗糙度以及电化学极化试验对涂层进行表征，以获得腐蚀速率。 结果表明，双相涂层，特别是FTS层上的EN涂层，在盐介质中的耐腐蚀性增强。

晶界特征分布对AISI321钢绝热剪切敏感性的影响

晶界特征分布对AISI321钢绝热剪切敏感性的影响，杨扬，罗淑洪，通过形变热处理工艺优化AISI321不锈钢的晶界特征分布（grain boundary character distribution，GBCD），并采用分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pr

镀锌钢-AISI 304不锈钢非熔透型激光叠焊工艺

采用脉冲式NdYAG激光器作为焊接热源，对镀锌钢板和AISI 304不锈钢板进行非熔透型激光叠焊，通过控制焊接工艺，使得焊接接头在满足强度要求的同时底面无痕迹，以保证不锈钢板的外观质量。通过研究电流、焊接速度、离焦量对焊缝熔深、熔宽和强度的影响规律，对工艺参数进行了优化；焊接最佳工艺参数为I=350 A, V=100 mm/min, ΔF=-1 mm,f=4 Hz,W=10 ms，此时的抗剪强度达到使用要求，不锈钢板表面无焊接痕迹；焊缝组织细而致密，为板条状马氏体组织和残余奥氏体，靠近镀锌板侧还有一定的珠光体组织；由于有马氏体硬化层的存在，焊缝区和焊接热影响区的显微硬度比母材高。

AISI304不锈钢箔振镜扫描激光微焊接工艺

振镜扫描激光微焊接是激光微焊接的发展方向。采用基模光纤激光器及振镜系统对厚度为100 μm的AISI304不锈钢箔进行平板扫描焊接,对比研究了氩气保护与无气体保护时的激光微焊接工艺,建立了两种条件下激光微焊接的工艺窗口。结果表明:无气体保护时,激光微焊接会产生不稳定过渡区,其产生机理不是热导焊接模式和深熔焊接模式的交替出现,而是氧化导致的深熔焊接过程不稳定;气体保护可以避免不稳定过渡区的产生,并扩大焊接工艺窗口。

Finite element simulation of AISI 304 stainless steel via fiber laser butt welding

光纤激光对焊AISI304不锈钢的有限元模拟，崔熙贵，夏传达，本文主要研究了光纤激光对焊AISI 304不锈钢的有限元数值模拟。基于瞬态三维有限元模型（FEM），模拟了在激光焊接过程中焊缝在不同时�

激光冲击诱导的奥氏体不锈钢表层纳晶化

采用输出波长1064 nm、脉冲宽度20 ns、光斑直径5 mm的调Q钕玻璃激光，对AISI-201不锈钢板表层进行激光冲击，用热场发射扫描电镜(TESEM)和透射电镜(TEM)分析了激光冲击后样品表面的微结构演变，分析了激光冲击诱导的纳晶化行为与形成机理及其对表面性能的影响。结果表明，在距表面300 μm的冲击区范围内，激光冲击在AISI-201奥氏体不锈钢表面形成了直径为20~50 nm的纳米晶，在纳米晶周围观察到非晶组织；表面纳晶层的硬度比基体提高36%。分析认为纳晶化过程是激光冲击超高应变率和超高能量共同作用下的晶粒碎化与晶内缺陷交互作用的结果。

使用激光诱导的周期性表面纳米结构减少金属的摩擦

我们报告了飞秒激光诱导的周期性表面结构（LIPSS）对不锈钢的摩擦学性能的影响。 使用800 nm飞秒激光在AISI 304L（美国钢铁协会钢级）钢表面上产生均匀的周期性纳米结构。 通过场发射扫描电子显微镜测量的LIPSS的空间周期范围为530至570nm。 使用往复式平面球对AISI 440C球在干燥和饥饿的油润滑条件下进行测试，研究了具有周期性纳米结构的光滑表面和织构表面的摩擦学性能。 LIPSS覆盖表面的摩擦系数显示出比光滑表面低的摩擦系数。 与光滑表面相比，诱导的周期性纳米结构表现出显着的降低摩擦系数的潜力。

激光表面合金化制备TIC颗粒增强复合材料微观结构及摩擦学性能研究

为了提高AISI321不锈钢的耐磨性，采用激光表面合金化技术在AISI321不锈钢表面制备了TiC增强复合材料涂层,利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及显微硬度计、滑动磨损试验机对激光表面合金复合材料涂层的微观组织、显微硬度和耐磨性进行研究。结果表明，复合材料涂层与基体形成良好的冶金结合，微观组织细小、均匀; 复合材料涂层硬度达400HV，约为基体的2.5倍; 在室温油润滑条件下，滑动磨损试验表明复合材料涂层摩擦系数和失重均小于基体，磨损表面划痕较浅且平滑，无明显的犁沟、粘着、剥落现象; 激光表面合金化显著提高了材料的耐磨性。

304/308L不锈钢激光焊接接头组织与性能关系的研究

304不锈钢由于其优异的性能，所以在工业中得到了广泛应用。目前，人们针对304不锈钢焊接接头强化机制的研究主要集中在传统的焊接方法。而激光焊接技术作为一种新型焊接方法，热输入低、焊接速度高、焊接接头质量好等，所以在材料连接领域得到了广泛应用，但激光焊接过程对焊接接头的组织－性能关系的影响还不清楚。很少有人研究304不锈钢激光焊接接头强化机制。【成果简介】近日，普渡大学的Keyou Mao在Materials Science and Engineering： A上发表了的研究成果“MicroSTructure－property relationship for AISI 304／308L sta

金属管材激光弯曲成形的扫描路径规划

基于几何曲率方法，针对AISI304L不锈钢金属直管的激光平面弯曲成形和三维空间弯曲成形进行了路径规划的研究。对平面内弯曲成形，根据目标管形的极值点和拐点将管材分段，取极值点作为路径规划的初始位置，对各分段采用不同的扫描间距以确定加热扫描路径。对三维空间弯曲成形，采用投影分解的方法，把三维成形曲面投影分解为两个二维曲面，分别获取扫描路径和工艺参数，然后组合与简化，获取三维弯曲成形的扫描路径。实验采用Nd∶YAG固体激光器，以平面内正弦曲面弯曲和空间螺旋管弯曲两种形式为例，作为目标形状进行扫描路径规划与实验验证，扫描弯曲结果证明了扫描路径规划方法的有效性。