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第1章 绪言 1

1.1 表面完整性的概念 1

1.1.1 表面完整性概念的演化 1

1.1.2 表面完整性概念的发展 2

1.2 表面完整性的工程应用研究 4

1.2.1 机加工表面完整性研究 4

1.2.2 表面完整性的设计技术 6

1.2.3 表面完整性的工程应用领域 8

1.2.4 表面完整性体系的形成 9

1.3 表面完整性与材料延寿 10

1.3.1 材料的失效与延寿措施 10

1.3.2 表面完整性对材料寿命的贡献 10

1.3.3 表面完整性与国家可持续发展 11

参考文献 11

第2章 表面完整性的表征参数及测试技术 11

2.1 表面完整性的表征及其物理意义 14

2.2 表面完整性特征参数的测试技术 17

2.2.1 几何形貌特征参数的测试 17

2.2.2 物理特征参数的测试 25

2.2.3 化学特征参数的测试 26

2.2.4 力学特征参数的测试 27

2.2.5 表面烧伤的巴克豪森磁弹检测方法 34

参考文献 38

第3章 表面完整性的作用 41

3.1 表面完整性对疲劳性能的影响 41

3.1.1 表面完整性对疲劳裂纹萌生的影响 41

3.1.2 表面完整性对疲劳裂纹扩展的影响 65

3.2 表面完整性对腐蚀性能的影响 86

3.2.1 材料的腐蚀形式 86

3.2.2 表面强化与防腐蚀 93

3.3 表面完整性对摩擦磨损性能的影响 97

3.4 改善表面完整性的其他作用和功效 103

参考文献 105

第4章 表面完整性问题的来源与危害 105

4.1 机械加工形成的表面完整性问题 107

4.1.1 切削加工缺陷 108

4.1.2 磨削加工缺陷 110

4.1.3 加工精度超差 113

4.1.4 冷变形加工缺陷 115

4.1.5 其他加工缺陷 121

4.2 热处理形成的表面完整性问题 125

4.2.1 热处理裂纹 126

4.2.2 组织不合格 132

4.2.3 残余应力 135

4.3 铸造形成的表面完整性问题 138

4.3.1 多肉类缺陷 138

4.3.2 孔洞类缺陷 141

4.3.3 裂纹冷隔类缺陷 143

4.3.4 表面缺陷 146

4.3.5 残缺类缺陷 148

4.3.6 形状及重量差错类缺陷 150

4.3.7 夹杂类缺陷 152

4.3.8 成分、性能、组织不合格 156

4.4 锻造形成的表面完整性问题 159

4.4.1 裂纹 159

4.4.2 折叠 162

4.4.3 组织缺陷 165

4.5 表面处理形成的表面完整性问题 170

4.5.1 喷丸、滚压强化中的缺陷 171

4.5.2 热喷涂中的缺陷 172

4.5.3 电镀中的缺陷 173

4.5.4 化学镀中的缺陷 174

4.5.5 表面氧化处理中的缺陷 175

4.5.6 热熔覆中的缺陷 177

4.5.7 气相沉积中的缺陷 178

4.6 焊接形成的表面完整性问题 178

4.6.1 焊接裂纹 179

4.6.2 空穴 184

4.6.3 焊缝中的固体夹杂物 184

4.6.4 未焊透、未熔合和咬边 185

4.6.5 焊接应力与变形 187

4.6.6 其他缺陷 189

4.7 其他过程中形成的表面完整性问题 193

4.7.1 生产中辅助工序中的问题 193

4.7.2 装配过程中的问题 194

4.7.3 使用过程中的问题 196

参考文献 200

第5章 表面完整性的改善与修复 203

5.1 残余应力去除与调整技术 203

5.1.1 振动时效 203

5.1.2 去应力退火和回火 206

5.2 表面再制造技术 211

5.2.1 堆焊修复技术 211

5.2.2 三束改性技术 214

5.3 表面致密度和组织的改善——热等静压 223

5.4 表面强化 225

5.4.1 喷丸强化 226

5.4.2 孔挤压强化 236

5.4.3 螺纹或圆角滚压强化 239

5.4.4 超声冲击强化 241

5.4.5 振动强化 244

5.4.6 激光冲击强化 244

5.4.7 金刚石碾压强化 247

5.5 表面完整性理论工程应用的典型案例 247

5.5.1 表面完整性理论在飞机起落架上的应用 247

5.5.2 表面完整性理论在发动机粉末涡轮盘上的应用 248

参考文献 248

第6章 材料表面完整性加工制造建议 248

6.1 各种材料制件设计及加工要求 250

6.1.1 钢铁 250

6.1.2 铝合金 261

6.1.3 钛合金 265

6.1.4 镁合金 269

6.1.5 高温合金 270

6.2 材料加工的工艺性指南 270

6.2.1 一般性指南 270

6.2.2 特殊性指南 273

参考文献 279

索引 280