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改善激光水介质处理仿生单元体抗热疲劳性能的研究

程景艳  
【摘要】: 利用水介质激光加工工艺在蠕墨铸铁表面加工出组织更细的仿生耦合单元体,与蠕墨铸铁表面共同形成类似生物体表形态的体表,耐磨性试验研究表明,其单元体可进一步提高蠕墨铸铁的耐磨性,但在其仿生耦合单元体上存有裂纹,在较低热的疲劳试验循环次数下,单元体的表面裂纹有在单元体上不断扩展的趋势,可能影响仿生处理后材料的抗疲劳性能,本文通过消除应力的热处理(预热、预热和后热、后热处理)、二次激光熔凝处理和电脉冲处理三类方法对水介质激光加工仿生单元体进行处理,重点研究不同处理方法后的水介质激光加工仿生单元体抗热疲劳性能。 研究发现,未处理时水介质激光加工仿生单元体的抗热疲劳性能,与空气介质加工单元体相比较差。采用三种去应力和二次熔凝处理等处理后均可改善水介质中加工后单元体的抗热疲劳性能。对水介质加工单元体进行电脉冲处理能够愈合表面裂纹并有效改善单元体的抗热疲劳性能。热疲劳试验后,与未处理的水介质激光加工仿生单元体相比,去应力(预热、预热和后热、后热)、二次熔凝和电脉冲等处理的仿生单元体上新生裂纹数量分别减少了69.0%、83.6%、57.9%、74.5%、80.7%。


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