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