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纳米压痕技术检测残余应力
纳米压痕技术检测残余应力

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工业技术

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  • 作 者:王海斗,朱丽娜,徐滨士编著
  • 出 版 社:北京:科学出版社
  • 出版年份:2016
  • ISBN:9787030487810
  • 页数:196 页
图书介绍:作者编著此书,拟向广大读者介绍先进的纳米压痕技术测量残余应力的基本知识,期望让更多领域的专家与工程技术人员在机械设计、加工制造、维修与再制造中,了解这种测量技术的特点和效果,能合理地进行选用和运用,以求更好地指导生产实践,获得最大的社会与经济效益。本书共分五章,简单介绍了残余应力的形成机理及其对表面性能的影响,系统归纳了传统的残余应力测量技术的原理及缺陷。本书重点介绍了先进的纳米压痕测量技术,深入阐述了不同计算模型的测量原理、适用范围及缺陷,并系统总结了不同模型在残余应力测量中的实际应用。所取材料主要是来自作者近年来的最新研究成果以及该领域同行学者的重要研究内容。
《纳米压痕技术检测残余应力》目录

第1章 材料中的残余应力 1

1.1 残余应力的定义及其分类 1

1.2 残余应力的形成机理 2

1.2.1 宏观残余应力的形成机理 2

1.2.2 微观残余应力的形成机理 2

1.3 残余应力对材料性能的影响 3

1.3.1 残余应力对疲劳强度的影响 3

1.3.2 残余应力对脆性破坏的影响 4

1.3.3 残余应力对腐蚀开裂的影响 5

1.3.4 残余应力对加工精度和尺寸稳定性的影响 6

1.4 残余应力的检测方法 7

1.4.1 无损检测法 7

1.4.2 有损检测法 12

参考文献 17

第2章 纳米压痕检测原理及方法 20

2.1 纳米压痕技术概述 20

2.2 纳米压痕法的接触力学基础 20

2.2.1 弹性接触 20

2.2.2 弹塑性接触 24

2.3 硬度和弹性模量的测试原理 26

2.3.1 Oliver&Pharr法 26

2.3.2 压痕功法 28

2.3.3 连续刚度法 30

2.4 纳米压痕实验方法 31

2.4.1 压针类型 31

2.4.2 纳米压痕仪 34

2.5 纳米压痕检测结果的影响因素 40

参考文献 41

第3章 纳米压痕法检测残余应力的理论模型 43

3.1 纳米压痕法检测残余应力的原理 43

3.2 残余应力对纳米压痕响应的影响 43

3.2.1 残余应力对载荷-位移曲线的影响 45

3.2.2 残余应力对压痕凸起变形的影响 47

3.2.3 残余应力对接触面积的影响 57

3.2.4 残余应力对力学性能的影响 58

3.3 残余应力计算模型 59

3.3.1 Suresh模型 60

3.3.2 Lee模型 63

3.3.3 Xu模型 66

3.3.4 Swadener模型 67

3.4 压痕断裂法 69

参考文献 70

第4章 Suresh模型和Lee模型在检测残余应力中的应用 72

4.1 块体材料的残余应力研究 72

4.1.1 单晶铜的残余应力研究 72

4.1.2 45钢的残余应力研究 81

4.1.3 喷丸铝锂合金板的残余应力研究 96

4.2 涂层的残余应力研究 99

4.2.1 铁基激光熔覆层的残余应力研究 99

4.2.2 等离子喷涂铁基合金涂层的残余应力研究 112

4.2.3 微弧等离子熔覆层的残余应力研究 125

4.2.4 复合电刷镀n-Al2 O3/Ni涂层的残余应力研究 134

4.3 薄膜的残余应力研究 140

4.3.1 磁控溅射Cu膜的残余应力研究 140

4.3.2 磁控溅射Ti膜的残余应力研究 148

4.3.3 磁控溅射TiN膜及Ti/TiN多层膜的残余应力研究 168

参考文献 180

第5章 其他模型在检测残余应力中的应用 182

5.1 Xu模型的应用 182

5.2 Swadener模型的应用 184

5.2.1 SiC颗粒增强Al基复合材料的残余应力研究 184

5.2.2 Cu膜和Cr膜的残余应力研究 186

5.3 压痕断裂法的应用 190

5.3.1 三层氧化铝复合材料的残余应力研究 190

5.3.2 钠钙玻璃的残余应力研究 192

5.3.3 二硅酸锂微晶玻璃的残余应力研究 194

参考文献 196

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