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表面再制造及其过程与机理 您现在所在位置:首页 > 表面再制造及其过程与机理

      1、再制造修复及其机理

表面再制造着眼于恢复零件表面原有几何形状和尺寸并提高其服役性能。本方向将利用表面工程先进技术、三维堆积成形技术等恢复零件损伤部位的尺寸和性能,开发方法和新工艺。现阶段拟采用多弧离子镀膜、微弧氧化、纳米热喷涂和激光熔覆等手段,研究全域和局域修复的物理化、学机理及几何表征,建立反求模型和仿真模型,为规模化生产提供理论和技术依据。

2、再制造材料及其设计

该方向以纳米材料和低维非平衡材料为基础,开发多种成分复合、多相组态复合、多层结构复合和多功能梯度复合膜层,对表面进行强化、改性、超精细加工或者赋予表面新功能。现阶段重点研究纳米结构金属-陶瓷复合薄膜如Ti-Al、Ti-Cr、Ti-Ni以及Ti-Al-Si和铁、镍、钴基三类激光熔覆材料如MoCeFe、WMoCrFeCo、CrFeNi。着眼于其表面磨损、氧化、腐蚀、高温及自润滑性能,优化材料成分与组织设计,综合提高再制造零部件的表面性能。

3、再制造性能及其调控

再制造修复中形成的表面/界面结构直接影响着零部件的服役行为和机械性能,在特定的服役工况下,表/界面结构和能量的交互作用与其性能演化息息相关。该方向主要研究表层优化的材料学匹配设计、表面的化学相容性匹配行为及表面各种相容性行为的作用机制,开发提高再制造零件表/界面行为的新原理、新方法。

4、再制造失效及预应力方法

再制造零部件与初始态零部件的失效有相同亦可能有很大不同,表面修复是基体与涂层相互润湿融合的过程,通常也存在快速加热和快速冷却过程。该方向重点研究由此形成的热应力、组织应力及其效应如相变行为、失效行为,近期研究表面与界面处的应力诱导相变、动态接触界面结构与性能演变、表层裂纹的产生机理及其抑制方法,特别是关注如何有针对性地提出预应力方法和措施。

5、再制造产品的质量检测与寿命评估

借助涡流检测、超声检测、声发射、金属磁记忆检测等无损检测技术,实现零部件内部和表面应力集中与裂纹的无损检测,研究服役条件下零部件疲劳损伤累积、疲劳应力集中裂纹萌生和扩展规律,对再制造毛坯剩余寿命进行评估。

以原始构件疲劳寿命为基础,研究在服役条件下,再制造涂层接触疲劳寿命与原结构基体材料之间的关系。通过研究甄选检测信号的特征参量及其指代信息分析,获得反映再制造零件表面涂层内部裂纹萌生、扩展及断裂等信息,实现对再制造零件表面涂层寿命演变规律的研究,从而进行再制造后产品的寿命预测评估机制研究。

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