本文關(guān)鍵詞：層合板激光彎曲試驗(yàn)與彎折區(qū)過渡層材料特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：不銹鋼-碳鋼層合板是一種層狀金屬復(fù)合材料,它以碳鋼為基層,不銹鋼為覆層,通過在結(jié)合界面處形成牢固的冶金結(jié)合制備而成,兼具覆層和基層的優(yōu)點(diǎn),在滿足了綜合性能的情況下又節(jié)約了稀貴金屬,降低了成本。激光彎曲成形技術(shù)是一種較為新穎的熱柔性成形技術(shù),通過熱應(yīng)力的作用實(shí)現(xiàn)板材塑性變形,整個(gè)成形過程非接觸,不需模具即可成形出各種預(yù)期復(fù)雜形狀。本文以爆炸+軋制工藝制備而成的304/Q235A不銹鋼-碳鋼層合板(本文簡稱層合板)為研究對象,利用Nd:YAG固體脈沖激光器進(jìn)行激光彎曲試驗(yàn)；利用掃描電鏡、電子探針、納米壓痕儀等設(shè)備分析其彎曲成形規(guī)律以及激光彎折區(qū)過渡層處的材料性能。主要完成工作如下：(1)不同規(guī)格層合板的激光彎曲試驗(yàn)。以三種厚度(1mm/1.5mm/2mm)、三種寬度(30mm/50mm/70mm)共9種不同規(guī)格的不銹鋼-碳鋼層合板為研究對象進(jìn)行激光彎曲試驗(yàn)。研究表明：在其他參數(shù)一定的情況下,隨著層合板寬度的增加,彎曲角度先增大后逐漸趨于穩(wěn)定；而隨著板材厚度的增加,層合板的彎曲角度呈明顯下降趨勢,且角度變化量逐漸變小。同時(shí)發(fā)現(xiàn)1mm、1.5mm、2mm板的掃描次數(shù)與彎曲角度的曲線規(guī)律并不相同。接著對“翹曲現(xiàn)象”原因進(jìn)行解釋,并提出了局部掃描校正的抑制措施,最后在此基礎(chǔ)上優(yōu)化參數(shù),完成了兩周期典型件-槽型艙壁件的試制,且針對1mm層合板通過兩次裝夾獲得了101。20'的極限角度,成型件質(zhì)量良好。(2)彎折區(qū)微觀組織分析。對不同厚度層合板的原始狀態(tài)組織及彎曲后彎折區(qū)的金相組織進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)層合板沿軋制方向的結(jié)合界面形貌整體近似為直線,碳鋼層晶�？拷Y(jié)合面處存在一定范圍的晶粒生長區(qū)；不銹鋼層組織主要為奧氏體晶粒,整體尺寸偏小。激光彎曲后,界面結(jié)合依然良好,層合板性能優(yōu)良；激光多次掃描后層合板組織晶粒整體細(xì)化,彎折區(qū)組織受熱膨脹與擠壓應(yīng)力共同作用,彎折區(qū)出現(xiàn)堆積增厚。(3)彎折區(qū)過渡層元素?cái)U(kuò)散與材料性能研究。對原始板材待彎區(qū)及激光彎曲后彎折區(qū)樣件進(jìn)行電子探針分析及納米壓痕試驗(yàn)。結(jié)果表明：激光彎曲后各組成元素沿板厚方向進(jìn)一步發(fā)生了擴(kuò)散,過渡層厚度均有所增加：其中1mm板過渡層厚度增加了2μm,1.5mm板過渡層寬度增加了3.5μm,2mm板過渡層厚度增加了3μm。由于塑性變形及特殊碳化物形成,彎折區(qū)過渡層處納米硬度較高,比不銹鋼層平均硬度增大11%,屈服強(qiáng)度相應(yīng)增大,彎曲后過渡層處平均彈性模量整體變化不大。本文以不銹鋼層合板的激光彎曲試驗(yàn)為基礎(chǔ),進(jìn)而研究了不同尺寸層合板的成形規(guī)律以及過渡層的元素?cái)U(kuò)散與材料性能,彎曲試驗(yàn)結(jié)果對激光精密成形具有一定指導(dǎo)意義；同時(shí)過渡層的材料特性研究為層合板的有限元建模分析提供了一定的試驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼層合板 激光彎曲 過渡層 元素?cái)U(kuò)散 材料性能
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB331;TG115.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 不銹鋼-碳鋼層合板概述9-12
• 1.1.1 不銹鋼層合板特點(diǎn)與制備9-10
• 1.1.2 不銹鋼層合板的應(yīng)用10-12
• 1.1.3 不銹鋼層合板的成形技術(shù)12
• 1.2 激光彎曲成形技術(shù)簡介12-15
• 1.2.1 激光彎曲成形工藝介紹12-13
• 1.2.2 激光彎曲成形機(jī)理13-15
• 1.3 激光彎曲成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 激光彎曲成形材料分類15
• 1.3.2 激光彎曲成形影響因素15-17
• 1.3.3 激光彎曲成形對材料性能的影響17-18
• 1.3.4 層合板激光彎曲成形現(xiàn)狀18
• 1.4 層合板過渡層的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 存在的問題及課題的提出19-21
• 1.5.1 存在的問題19-20
• 1.5.2 課題的提出20
• 1.5.3 論文主要工作20-21
• 2 不銹鋼層合板激光彎曲試驗(yàn)21-39
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備、材料以及方案21-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)材料22-24
• 2.1.3 彎曲角度測量工具24-25
• 2.1.4 試驗(yàn)方案25-26
• 2.2 激光彎曲成形試驗(yàn)參數(shù)26-28
• 2.3 激光彎曲試驗(yàn)結(jié)果分析28-32
• 2.3.1 層合板寬度對彎曲角度的影響29
• 2.3.2 層合板厚度對彎曲角度的影響29-30
• 2.3.3 彎曲角度增加與掃描次數(shù)的關(guān)系30-32
• 2.4 翹曲現(xiàn)象及其抑制32-36
• 2.5 兩周期典型件-槽型艙壁件試制36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 3 不銹鋼層合板彎折區(qū)微觀組織與界面特性39-48
• 3.1 不銹鋼層合板彎折區(qū)金相組織分析40-43
• 3.1.1 金相試樣制備與處理40
• 3.1.2 層合板激光彎曲前后微觀組織分析40-43
• 3.2 不銹鋼層合板界面特性分析43-46
• 3.2.1 過渡層及其結(jié)合機(jī)制43-44
• 3.2.2 過渡層組織元素分布特性44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 4 彎折區(qū)過渡層元素?cái)U(kuò)散與材料性能48-58
• 4.1 過渡層元素?cái)U(kuò)散現(xiàn)象分析48-53
• 4.1.1 檢測設(shè)備與試樣制備48-49
• 4.1.2 電子探針線掃描分析49-50
• 4.1.3 電子探針面掃描分析50-53
• 4.2 彎折區(qū)過渡層材料性能分析53-56
• 4.2.1 過渡層元素成分與含量分析53-55
• 4.2.2 過渡層硬度及彈性模量分析55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

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