材料耦元对激光仿生耦合处理材料拉伸性能的影响

【摘要】现代工业社会对材料性能提出更高要求，随着科技的发展，高铁技术的突飞猛进，高速列车天线支架等机械结构部件的服役环境变得越来越恶劣，结构钢材性能不足的问题越来越突出,而传统的改善材料性能的手段均从整体考虑，易造成浪费，成本较高。结合仿生耦合理论和激光表面技术的激光仿生耦合处理技术能够改善金属材料的拉伸性能。在材料表面加工出具有仿生形态的单元体能够同时提高材料的强度和塑性，实现材料的强韧化。激光仿生耦合处理材料表面的网格状单元体的强化作用是提升材料拉伸性能的主要因素。当材料耦元改变时，材料拉伸性能也发生变化。不同的材料耦元对激光仿生耦合处理材料的拉伸性能影响机制是不同的，材料耦元包括基体与单元体硬度梯度，材料尺寸，碳与合金元素含量等。通过对不同材料耦元的激光仿生耦合处理试样拉伸性能的测试，显微硬度与显微组织的分析和对局部塑形变形的计算来研究材料耦元对激光仿生耦合处理材料拉伸性能的影响。通过分析激光仿生耦合试样的显微组织、显微硬度和拉伸性能，研究发现，材料耦元能够影响激光仿生耦合处理材料的结构特性，产生强化或弱化的的作用。相对于未经过激光处理的原始材料，具有不同硬度梯度的仿生耦合处理试样的拉伸性能提升幅度不同，硬度梯度越大，试样强度的提升幅度越大，延伸率的提升幅度则越小。不同厚度的激光仿生耦合处理试样也表现出不同的拉伸性能，试样厚度的提高有利于材料塑性的提升。具有不同碳与合金元素含量的激光仿生耦合处理材料，拉伸性能的提升幅度也不同，含碳量越高，越有利于材料强度的提升，合金元素含量越高，越有利于材料塑性的提升。
【作者】关怀；
【导师】周宏；鲁永杰；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】材料耦元；仿生耦合；硬度梯度；拉伸性能；

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