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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