一、混合智能技术在激光淬火工艺优化中的应用（论文文献综述）
李云峰[1]（2021）在《大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究》文中研究说明大型履带式工程车辆广泛应用于建筑、采矿、石油等工程领域。由于工作环境恶劣,驱动履带行走的主动轮齿圈齿面在伴有高冲击载荷摩擦力作用下,短期内出现严重磨损现象,现有的齿面感应淬火工艺已无法满足工作需要。为了解决齿面短期失效问题,提升轮齿服役周期,论文以大型齿圈常用的ZG42CrMoA材料为研究对象,以提高该材料表面耐磨性能并改善抗冲击与耐腐蚀性能为研究目标,采用激光熔覆技术开展了涂层材料选择和基础工艺优化、耐磨颗粒选配、稀土元素调控、脉冲激光熔覆影响、复合涂层设计与制备以及齿圈齿面激光熔覆工艺等研究工作,取得如下主要研究结果:（1）为提升主动轮齿圈齿面耐磨耐冲击性能,设计了一种包含界面连接层、增韧层与耐磨层的“三明治”夹层式复合结构涂层。界面连接层连接熔覆涂层与基材,为消除铸钢基材气孔、夹杂等冶金缺陷,采用大稀释率制备,有利于缺陷的排除,在界面形成良好冶金结合。增韧层用于缓冲外力作用,增强涂层耐冲击性能。耐磨层用于提升涂层的耐磨性能。增韧层与耐磨层以交替层叠方式制备。选择韧性与润湿性俱佳的Ni201粉末作为连接层与增韧层的材料。由于Ni45合金具有相对良好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能,因此将其作为耐磨层主体材料,通过添加WC颗粒增强耐磨性,添加稀土提升耐冲击性。（2）采用数值模拟与工艺试验相结合的方法,获得了激光熔覆过程的最佳载粉气流量为600 L/h。在此基础上通过正交试验分析方法,针对激光熔覆的激光功率、扫描速度与送粉量进行优化选择,得到Ni45涂层与Ni201涂层的最佳激光熔覆工艺参数,即Ni45涂层采用2100 W激光功率、300 mm/min扫描速度、8.87 g/min送粉率;Ni201涂层采用2700 W激光功率、300 mm/min扫描速度、4.72 g/min送粉率。采用上述参数进行多道搭接优化试验,得到40%的最佳搭接率。通过300℃的预热缓冷处理解决了40%搭接率涂层的开裂问题。（3）为提高激光熔覆Ni45涂层的耐磨性能,研究了微米与纳米两种尺度WC颗粒对涂层组织与性能的影响。由于微米WC颗粒具有较高的硬度和较低的粘着键形成几率,因而具有良好的抗粘着磨损特性,能有效提高Ni45涂层的耐磨性能。但具有较高脆性的WC颗粒会在涂层中形成高应力集中点,使Ni45涂层的耐冲击性能明显下降。而纳米WC颗粒尺寸小、比表面积大,会附着在固液界面前沿阻碍晶粒生长,从而使涂层组织得到显着细化。在提升涂层耐磨性的同时,耐冲击性及耐腐蚀性也得到显着改善。相比于Ni45涂层,添加10 wt.%纳米WC后,涂层磨损率降低53.17%,冲击韧性提高13.4%,腐蚀电流密度降低34.12%。（4）为改善激光熔覆Ni45涂层的耐冲击性能,研究了稀土钇及其氧化物对涂层组织与性能的调控作用。纯钇能抑制晶粒生长,从而细化涂层组织,但也会产生许多硬质析出相。由于硬质相在涂层内会成为应力集中点,在冲击力作用下会增加涂层开裂倾向,进而限制涂层耐冲击性的提高。同时,硬质相会增加Cr元素析出量,加剧涂层贫Cr现象,进而不能显着提高涂层耐腐蚀性。由于氧化钇难熔且不与其他金属发生反应,阻碍晶粒生长的同时,还会成为异质形核质点,因此能有效细化涂层组织并抑制硬质相析出,缓解涂层的应力集中与贫Cr现象,提高涂层耐冲击与耐腐蚀性。相比于Ni45涂层,添加0.4 wt.%氧化钇的涂层磨损率仅降低2.86%,冲击韧性提高53.8%,腐蚀电流密度降低56.24%。（5）为进一步调控Ni45涂层的综合性能,分析了脉冲频率对涂层组织与性能的影响机制。脉冲激光使熔池具有更大的温度梯度与冷却速率,因此可以有效细化组织并减少硬质相析出。相比于连续激光熔覆层,脉冲频率为80Hz的涂层磨损率降低26.63%,冲击韧性提高29.94%,腐蚀电流密度降低40.08%。（6）综合前述最优工艺分别制备了匀质和夹层式两种结构的复合涂层。结果表明:匀质复合涂层组织细化均匀,富W与富Cr相尺寸与数量较小。夹层式复合涂层中的增韧层晶界富集Mo元素,能有效阻碍Cr元素扩散。匀质复合涂层磨损率与腐蚀电流密度较基材降低76.94%和87.98%,较高频淬火基材降低72.80%和92.71%。夹层式复合涂层具有最优异的耐冲击性能,较匀质复合涂层与高频淬火试样分别提高8.21%和14.67%。（7）设计了大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具。该工装结构简单,能快速安装定位,运动稳定,并能实现齿圈和送粉头的联动。根据齿圈和送粉头的运动轨迹控制方法在齿面制备了均匀等厚的夹层式复合涂层。通过有限元模拟方法对比分析了高频淬火、激光熔覆匀质和夹层式复合涂层三种齿面与履带销在冲击和摩擦过程中的应力分布状态。相比于高频淬火和激光熔覆匀质涂层,由于夹层式复合涂层中的增韧层在冲击和摩擦过程中会发生微观塑性变形,从而分散涂层内部应力,有效缓解齿面的应力集中,因此该涂层在保证优异耐磨性能的同时,可获得良好的耐冲击性能。
刘丹峰[2]（2021）在《高速钢激光淬火晶粒细化及参数优化研究》文中提出激光表面淬火是一种利用高能密度激光束扫描金属工件,使其表面瞬间形成奥氏体,随后在快速冷却过程中获得含有细小马氏体组织硬化层的热处理技术。在工件体积小、拆卸难度大、受热易变形等复杂工况下具有传统淬火技术无法替代的优势。本文重点从两个方面探究了激光表面淬火过程中不同加工参数和冷却方式,对W6Mo5Cr4V2高速钢残余应力场和温度场分布以及微观晶粒尺寸的影响规律。首先,应用Procast软件模拟均匀分布激光点热源作用下的表面淬火过程,对比两种冷却条件下,对流换热系数与初始水温对晶粒细化效果的影响。接着,借助ANSYS Workbench仿真模拟软件,采用移动高斯热源模拟激光表面淬火过程,探究激光加工参数对温度场和残余应力场分布的影响。模拟结果及主要结论如下:激光功率对晶粒细化效果的影响较大,随着功率增大,晶粒尺寸有明显细化趋势;激光功率密度是影响硬化层分布形态的主要因素,在激光功率一定的条件下,采用均匀分布的激光热源能有效改善硬化层厚度分布不均的问题。冷却速度是产生残余应力的主要原因并且对晶粒细化效果影响较大,水冷条件下,冷却速度达到1.3×103℃/s以上时晶粒细化效果明显,残余应力主要集中在光斑中心区域,平均晶粒尺寸可达到5.4μm。对比了激光加工参数对温度场分布以及残余应力的影响,其中激光功率和光斑尺寸对温度场分布和残余应力的影响较大。在一定范围内,温度峰值与残余应力均随激光功率的增大而增大,残余应力随激光功率的增大而减小,增大光斑尺寸温度峰值下降明显;增大激光功率热影响深度明显加深,激光光斑和扫描速度对厚度方向上的热量分布影响较小。
焦咏翔[3]（2021）在《激光表面淬火对42CrMo钢组织和性能的影响》文中进行了进一步梳理42CrMo属于超高强度低合金结构钢,由于其具有良好的比强度,被广泛应用于石油工业、航天工业、汽车工业的支撑机构件当中,但是在使用过程中经常由于磨损而发生失效。为了使超高强度低合金结构钢的表面具有较好的耐磨性,通常需要采用表面强化技术来提高工件的使用寿命,但传统的感应表面淬火、电解液表面淬火、火焰表面淬火等一些列表面相变强化技术容易引起加工质量不好、工件尖角处过烧、热变形过大、无法精确控制等问题,因此如何在零件表面精确、均匀地制备出硬化层,成为了一个十分重要的研究课题。激光表面淬火技术作为一种先进的表面强化方法,可以制备出超高表面硬度和细小均匀的表面相变组织,并且可以保证基体不发生热变形,保证了工件的几何尺寸精确性。本文使用不同激光淬火工艺参数对42CrMo钢表面进行加工,研究了不同工艺参数下的硬度和组织演变特征;选用不同重叠率（距离）试样,考察了重叠程度对硬度分布和硬化层均匀性的影响;使用光学显微镜（OM）进行低倍率金相观测,使用场发射扫描电镜（SEM）进行高倍率组织观测和化学成分分析;使用X射线衍射仪（XRD）对未淬火试样和不同表面淬火工艺参数下进行物相测定;分别使用维氏硬度计和环块式摩擦磨损试验仪对激光表面淬火试样的硬度和耐磨性能进行测试。实验结果表明:（1）激光功率的增加和扫描速度的减少都有利于提高硬化层的表面硬度和层深。当选用激光能量密度相同的参数时,功率较大、扫描速度较大的参数可以获得更高的硬度和更深的硬化层。结合金相和XRD结果表明,从基体到硬化层表面,组织逐渐由粒状珠光体转变为马氏体组织。（2）激光功率的增加和扫描速度的减少都可以强化硬化层的耐磨性,减少其在磨损过程中的质量损失。随着硬化层硬度的提高,刮伤、犁沟和黏着磨损的程度减少,而氧化磨损的程度增加,硬化层的耐磨性能升高。伴随氧化磨损程度的增加,平均摩擦因数也发生了下降（3）在进行激光表面淬火多道搭接时,后续淬火会对前一次淬火组织产生回火作用,导致硬度下降,淬火组织由马氏体逐渐转变为索氏体、屈氏体和回火马氏体,在远离后续淬火的位置为未回火马氏体。搭接程度的增加,可以有效提高硬化层的均匀性,增加回火区域的硬度。表面淬火过程中,激光光斑尺寸略大于实际相变尺寸,这是导致低搭接程度下硬度降低的重要原因。（4）对于非平面几何体尖角处的激光表面淬火,采用角平分线入射方式可以获得尖角处更高的硬度和更深的硬化层深度,但是远离尖角处硬度衰减更快;采用垂直于平面进行两次入射方式可以获得更均匀更宽的硬化层,但是尖角附近存在第二次淬火产生的回火区域。
杜成明[4]（2021）在《冷却辊主轴表面强化工艺研究》文中研究说明冷却辊是冶金设备的重要零件,作用于热轧过程中的精轧和卷取之间,对成品板带进行输送和冷却。工作时承受冷热冲击、交变负荷和高温钢板的滑动摩擦等损伤,要求冷却辊主轴具有较高的硬度、耐蚀性和耐磨性等。本课题受当地冶金设备公司的委托,探讨采用激光淬火工艺对冷却辊主轴关键部位-轴颈及键槽进行表面强化替代原有的冷却辊主轴整体的氮化工艺。根据企业的实际生产条件,分别对42CrMo钢基材进行QPQ盐浴氮化和激光淬火,获得两种工艺的相关性能数据。采用正交试验法得到优化的激光淬火工艺参数,对冷却辊主轴键槽进行试验,验证工艺替换可行。（1）42CrMo钢经不同工艺参数QPQ盐浴氮化后,均可获得致密的表面氮化层,表面硬度高于基体。当氮化温度为560℃,氮化时间为120min时,氮化效果最佳,氮化层深度200μm,表面硬度值657.1HV0.2,约为基体的2.5倍,摩擦因数为0.418,与基体相比降低了29.9%,磨损量为0.7 mg,仅为基材的29.2%,主要磨损机制为磨粒磨损,试样的腐蚀电压为-0.76928V,自腐蚀电流密度为4.2759×10-6A/cm2,耐蚀性得到提升。（2）以企业原有的工艺参数为基础,固定光斑尺寸13mm×2mm,设计正交试验,取激光功率、扫描速度、搭接量为试验的三个因素,每个因素取三个水平,制定L9（34）正交试验表,得到优化的工艺参数:激光功率2000W,扫描速度8mm/s,搭接量2mm。试样表层组织致密,截面组织由相变硬化区、过渡区和基体三部分组成,淬硬层深度为800μm,表面硬度值为771.0HV0.2,约为基体的2.9倍;摩擦因数为0.394,与基体相比降低了33.9%,磨损量为0.4mg,仅为基材的16%,主要磨损机制为磨粒磨损;试样的腐蚀电压为-0.76037V,自腐蚀电流密度为2.1613×10-6A/cm2,耐蚀性得到较大提升。采用优化后的工艺参数对冷却辊主轴键槽进行激光淬火,键槽内表面淬火区的宏观形貌良好,淬硬层深度为600μm,表面硬度值为679.5HV0.2,摩擦因数为0.408,磨损量为0.6mg,腐蚀电压为-0.669095V,自腐蚀电流密度为4.6604×10-6A/cm2。由于加工时激光束与键槽内表面成一定的角度,非完全垂直扫描,能量密度有所下降,导致其表面硬度、耐磨耐蚀性较垂直扫描试样略有降低,但均达到了键槽部位的性能指标要求。（3）从激光淬火表面硬度、硬化层深度、耐磨性以及耐蚀性等性能参数看,采用激光淬火工艺对冷却辊主轴关键部位轴颈及键槽进行表面改性代替对冷却辊主轴整体的氮化工艺是可行的,可以有效地降低生产成本,产生良好的经济效益。本文优化得到的激光淬火工艺参数已纳入企业工艺文件,用于指导生产。
崔永婷[5]（2020）在《基于激光淬火的小麦磨粉机磨辊减磨技术研究》文中研究表明小麦磨粉机是制粉行业重要的加工设备,在磨粉机工作过程中,其核心部件磨辊与小麦籽粒及其粉料发生剧烈摩擦,磨辊表面材料发生磨损现象,当磨辊的磨损达到一定程度后,磨粉机的生产率与制粉率均明显降低,必须要重新对磨辊表面进行喷砂或拉丝处理。由此可知,磨辊的磨损问题对磨粉机的工作性能产生重大影响,磨辊减磨技术的研究是小麦制粉行业的重要课题。激光淬火技术是对金属材料表面进行强化的一种热处理工艺,该方法利用激光束快速加热工件表面,使其发生相变形成马氏体。小麦磨粉机磨辊的磨损主要是磨料磨损与表面疲劳磨损共同作用的结果,可以利用激光淬火技术对磨辊表面材料的强化和磨损问题进行研究。本文对小麦磨粉机磨辊材料进行激光淬火试验,采用响应曲面的Central Composite试验设计原理,按照三因素五水平试验方法完成激光功率、光斑直径、扫描速度与磨辊材料表面硬度的响应曲面试验,研究激光功率、光斑直径与扫描速度三因素及各因素间的交互作用对磨辊表面硬度的影响且优化出最佳的参数组合,并与未经热处理的原始试样和经普通热处理试样进行对比分析,探讨经激光淬火后磨辊表面材料的磨损机理。主要研究内容及结果如下:1.利用响应曲面中心复合旋转组合设计法完成了以激光功率、光斑直径、扫描速度三因素与响应值硬度之间的试验,同时对三因素与各因素间交互作用进行了显着性分析。三因素对硬度显着性的影响顺序为:激光功率、光斑直径、扫描速度;三因素之间的交互作用中,激光功率与扫描速度对硬度的影响较显着,其他因素间的交互作用均不显着;硬度最优的激光淬火工艺参数组合为:激光功率190w,光斑直径0.70mm,扫描速度220mm/s,硬度为689HV。2.对完成经激光淬火最优工艺参数组合的试样的磨损性能与课题组前期进行的普通热处理试样进行了分析对比,得出以下的结果:经960℃（1 h）空淬+250℃（2 h）回火普通热处理试样的质量损失约为未经热处理试样质量损失的42%,经激光淬火处理试样的质量损失约为经960℃（1 h）空淬+250℃（2 h）回火普通热处理试样的质量损失的17%;经激光淬火处理试样的磨损率约为经普通热处理试样磨损率的16%;激光淬火处理后其硬度提升了1.35倍;激光淬火致使试样内部组织晶粒细化,形成大量马氏体,残留少量奥氏体;经960℃（1 h）空淬+250℃（2 h）回火普通热处理和激光淬火处理试样被磨损表面的Fe元素的含量有所减少,C元素的含量有所增加;未经激光处理原始试样的接触角为62.9°,而激光淬火处理后试样的接触角为68.05°,接触角的增大改善了材料表面的磨损性能。3.激光淬火处理能有效减缓小麦粉料与试样间的摩擦作用,塑性变形减少,有效抑制试样表面发生疲劳破坏,提高材料的磨损周期,进而延长磨辊的使用寿命;小麦磨粉机磨辊表面材料的主要磨损失效形式是材料发生塑变强化和塑性耗尽导致脆性断裂,进而从母体脱落。
李颖杰[6]（2020）在《基于激光淬火的4145H定转子表面强化工艺研究》文中研究说明近年来,随着经济的高速发展,我国对石油和天然气等能源的需求逐渐增加,对高温高压井、深井以及超深井的探索力度显着提高,复杂恶劣的钻井环境愈发突显,常规螺杆钻具中的丁腈橡胶定子难以满足耐高温的性能要求,因此需要制备全金属材料螺杆马达,但全金属定转子承受着大扭矩、摩擦力以及冲击力等各种复杂交变应力的作用,极易出现腐蚀、断裂以及严重磨损等失效现象,因此地质钻探技术装备的研发及应用面临着严峻的挑战。面对全金属定转子表面磨损严重的技术难题,本文通过调研激光热处理技术的应用特点以及研究现状,提出了激光热处理技术的工艺研究方案。本文采用HJ系列工业用高功率横流CO2激光器对定转子用4145H钢进行激光淬火处理,通过金相分析、硬度测试以及摩擦磨损实验研究了激光工艺参数对淬火质量的影响机制,并通过ANSYS软件建立了三维实体模型,实现了激光淬火过程的温度场仿真模拟。本文通过综合分析不同激光工艺参数的实验结果以及模拟仿真结果,得出激光工艺参数对淬火质量影响显着,其中,马氏体组织含量、表面硬度以及表面磨损程度随激光功率和激光扫描速度的上升呈现先增大后减小的趋势,而相变冷却速度随激光功率的升高而降低,随激光扫描速度的增大而增大。结果表明,若获得激光淬火相变硬化的最佳效果,应控制激光功率和激光扫描速度处于合理范围内:激光光斑直径为10mm,激光功率为2kW左右,激光扫描速度为400mm/min左右,此时激光辐射温度为1550℃左右,相应的冷却速度处于800℃/s左右,材料表面会生成均匀细小致密的马氏体晶粒。本文着重研究激光热处理全金属定转子用钢的可行性工艺参数,为激光热处理技术提高定转子用4145H钢的材料性能提供理论依据和试验基础,扩大激光热处理技术的应用范畴,指导钻井用具的加工生产,这对于促进地质钻探技术装备的研发及应用具有十分重要的现实意义。
周意漾[7]（2020）在《切割放射性废金属长寿命圆锯刀的研究》文中认为随着我国大力发展核电,为保证核电的稳定、持续的发展,不仅是在热室中需对核燃料棒或核设施金属零部件进行切割取样,还是在核电退役的拆除和放射性废金属熔炼过程中,都需要对其进行切割。为减少放射性污染报废刀具的数量、降低热室中遥操作更换卧式铣床用圆锯刀的工作量,以及减少金属熔炼的切割过程对环境的影响,所以急需提高切割放射性污染金属刀具的寿命。通过对高速钢圆锯刀单面进行不同功率的激光相变硬化+560℃回火试验和熔凝淬火+560℃回火试验研究,结果表明:激光熔凝淬火能提高高速钢圆锯刀的表面硬度,激光相变硬化会降低其表面硬度,560℃回火会降低激光加工圆锯刀的表面硬度。以单面激光试验为基础,制备双面激光熔凝淬火圆锯刀,使用扫描电子显微镜（SEM）及能谱（EDS）对其显微组织进行研究,140w激光功率的双面熔凝淬火圆锯刀表面硬度最高,在磨削后能达到69.7HRC;激光熔凝淬火层可分为熔化区、微熔区、相变硬化区和回火软带,其中相变硬化区显微硬度最高。以主轴转速190r/min、纵向进给量160mm/min,对W6Mo5Cr4V2（M2）普通圆锯刀、TiN涂层圆锯刀、氮化圆锯刀和自制激光熔凝淬火圆锯刀进行干切削316L不锈钢管材试验,结果表面,氮化圆锯刀的耐用度最好,TiN涂层圆锯刀次之,而经激光熔凝淬火圆锯刀虽然表面硬度提升,但是切削性能下降。通过SEM及EDS对圆锯刀磨损前后的截面形貌、元素成分进行对比分析,阐述了TiN涂层圆锯刀、氮化圆锯刀和激光熔凝淬火圆锯刀的干切削磨损机理。论述了四种圆锯刀高速干切削316L不锈钢的适应性,并说明了热室不宜采用硬质合金铣刀片、金刚石砂轮片作为干切削切割取样刀具的理由。基于三因素三水平正交试验,优化氮化圆锯刀干切削316L不锈钢的切削参数,通过对刀具表面磨损、工件表面粗糙度的检测,结果表明刀具耐用度最高的切削参数为:切削速度55.6m/min,进给速度95mm/min,铣刀厚度1.5mm。基于多元线性回归理论,计算出氮化圆锯刀的耐用度公式,为核污染金属循环利用行业提供参考依据。通过对标准化回归系数研究,表明切削速度对氮化圆锯刀耐用度影响最大,进给量对其耐用度影响最小。
纪思奇[8]（2019）在《大型变桨轴承滚道激光表面淬火数值模拟及硬化层性能研究》文中认为发展风电是国家的重要能源战略,大型变桨轴承作为风电机组的关键零部件,磨损及接触疲劳失效现象时有发生,严重影响整机的运行安全及可靠性。激光表面淬火作为一种新型高效的提高表面性能的手段已得到了工程应用,风电轴承滚道对于高质量激光表面强化有着重大需求,迫切需要对大型轴承分析其激光表面处理机理及工艺方法,掌握硬化层的表征及影响因素,推动激光表面处理技术在兆瓦级大型风电轴承上的应用。本文以大型变桨轴承为研究对象,开展了激光表面淬火数值仿真、试验及工艺效果研究,为激光表面淬火技术在大型风电轴承上的应用提供了理论和技术支撑。主要研究工作有:（1）选取与变桨轴承相同材料的合理简化试件,建立了有限元模型,解决了边界条件、热源模型、材料参数等关键问题,实现了对激光淬火工艺瞬态温度场与热应力场的数值模拟,研究了激光表面处理后硬化层深度的表征及评估方法,揭示了温度场分布规律。（2）制备了42CrMo试件,通过正交试验设计,进行了多组激光表面淬火工艺试验。通过将实验硬化层深与模拟所得硬化层深进行对比,验证了有限元建模及方法的可行性。测定了淬火后试件的表面粗糙度、金相组织及硬度等,进一步对激光淬火工艺效果进行了评估。（3）建立了2.2MW实际尺寸的大型变桨轴承滚道模型,对其滚道处进行激光淬火过程模拟,完成了激光表面淬火工艺的瞬态温度场数值计算。对于硬化层均匀性进行了研究,分析了不同工艺参数对于硬化层深的影响规律,对于工艺参数的合理选取提供了理论参考。（4）结合工程需求,提出了基于有限元法的激光表面淬火工艺效果Kriging近似模型构建方法,采用均匀试验方法,建立了淬硬层深预测模型,通过与仿真结果比较,说明了近似模型的有效性,可用于代替复杂的有限元计算,并开发了便于工程人员使用的简易软件。
郭良奇[9]（2019）在《钢轨激光淬火质量智能检测系统研究》文中研究指明我国铁路运输的快速发展对钢轨养护修复技术提出了巨大挑战,而激光淬火技术可以对钢轨表面进行强化,延长铁路使用寿命,提高铁路运行安全性。为了促进钢轨激光淬火技术的工业化应用,本课题组设计了一套集测量、加工、检测于一体的钢轨激光飞行淬火加工设备,本文主要对其中的钢轨激光淬火质量智能检测系统进行重点研究。具体内容如下:（1）设计搭建了钢轨激光淬火质量智能检测系统。在硬件方面,基于钢轨表面激光淬火区域特征,对机器视觉检测系统的照明光源、相机、镜头进行了选型与设计。在软件方面,采用Visual Studio 2010和MFC框架进行软件界面开发,基于维视CCD相机SDK开发包和OpenCV视觉库,设计图像算法,构建了针对钢轨激光淬火图像智能检测的软件结构。（2）深入研究了钢轨表面淬火图像预处理算法。首先对钢轨淬火图像进行区域定位与灰度化处理,有效去除图像中非钢轨区域,以提升处理速度;接着分析比较均值滤波、高斯滤波、中值滤波这三种滤波算法,选择5×5中值滤波模板达到“保边去噪”效果;再使用直方图均衡化方法增强图像明暗对比度;然后采用邻域大小为31×31的局部均值自适应阈值法,实现钢轨背景区域与淬火斑目标区域的准确分割;最后结合形态学闭运算,通过先膨胀后腐蚀,消除图像微细噪声,得到目标特征边界平滑的钢轨淬火表面二值图像。（3）深入研究了钢轨表面激光淬火斑特征提取算法。首先提出一种结合Canny算子的淬火斑轮廓阈值选取算法,完成钢轨二值图像边缘检测的同时,准确提取出淬火斑轮廓与图像,并计算淬火斑面积、周长、圆度、质心位置等形状特征参数,实现淬火斑准确定位。然后使用灰度共生矩阵方法分析淬火斑灰度与纹理特征,得到能量、随机熵、对比度等纹理表征参数。随后针对三种不同能量层级的激光淬火斑进行特征提取实验,分析提取各类淬火斑特征参数,构建起钢轨激光淬火斑特征信息库。（4）进一步研究了钢轨表面激光淬火斑智能分类算法。选用CART决策树模型,采用淬火斑特征信息库中的形状、纹理、灰度等八个特征参数构成数据样本集进行训练,模型分类综合准确率为96.7%。选用线性核函数构建支持向量机（SVM）模型,并采用淬火斑特征信息库中的图像特征作为图像样本集,训练得到惩罚因子为0.1的SVM模型,其分类综合准确率为98.7%。
秦翔[10]（2019）在《轧辊55Mn2钢表面选区激光熔化熔覆层的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理轧辊是使金属产生连续塑性变形的工具。其失效形式主要有辊身剥落掉块、大面裂纹、辊身和辊颈断裂等。通过对失效轧辊的修复和表面强化可以延长轧辊的使用寿命,减少轧辊的消耗并降低轧钢成本。采用选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术,在轧辊材料55Mn2基板表面制备Inconel718（IN718）和TiC/IN718复合强化熔覆层。研究激光线能量密度对IN718熔覆层和TiC/IN718复合熔覆层的组织形貌、相对致密度及显微硬度的影响;探讨激光线能量密度对选区激光熔化成形IN718熔覆层与55Mn2基体的抗剪切结合强度的关系;分析试验温度和载荷的变化对IN718熔覆层和TiC/IN718复合熔覆层摩擦磨损性能的影响及其在不同磨损条件下的摩擦磨损的机理。研究主要取得了以下结论:选用6个不同激光线能量密度在55Mn2基板表面制备IN718熔覆层。实验结果显示,随着激光线能量密度的提高,熔覆层表面因液体球化现象产生的球形颗粒减少,内部析出的?相逐渐细化连续、柱状晶均匀分布。熔覆层致密度和显微硬度随着激光线能量密度的提高逐渐增加,当线能量密度为357.14 J/m,致密度达到99.6%,显微硬度达到428.6 HV0.2。熔覆层与基体为冶金结合,由剪切断裂形貌可知熔覆层与基体间为韧性断裂机制,抗剪切强度为基体的1.9?2.15倍。选择激光功率（P）为90W,扫描速度（?）为280mm/s工艺参数在55Mn2基板表面制备IN718熔覆层,研究其在不同温度和载荷下的摩擦磨损性能。结果表明,常温下IN718熔覆层主要发生磨粒磨损,高温下主要发生粘着磨损和氧化磨损,且随着载荷的增加,熔覆层的摩擦系数减小、磨损量增加,当载荷大于10N时,两者的变化较小;当载荷固定时,随温度的升高,IN718熔覆层的摩擦系数和磨损量减小,当温度高于325℃时,摩擦系数相对稳定;IN718熔覆层本身较高的硬度和高温下氧化摩擦保护层的生成使其具有较好且稳定的耐磨性能。向IN718合金粉末中添加质量分数为10%的TiC微米颗粒,选用不同的SLM工艺参数在55Mn2基板表面制备TiC/IN718复合熔覆层。研究发现,在激光线能量较低时,TiC/IN718复合熔覆层中存在较多未完全融化的粉末,内部孔洞较多,显微硬度较低。随着激光能量密度的提升,复合粉末逐渐熔化完全,内部组织细化,显微硬度增加。常温下TiC/IN718复合熔覆层的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损,随着激光线能量密度的增加复合熔覆层的耐磨性提升,磨擦系数下降,磨损量减少。采用选区激光熔化技术在55Mn2轧辊钢表面分别制备纯IN718和TiC/IN718复合强化熔覆层,可以显着提高其表面显微硬度及摩擦磨损性能。熔覆层材料和工艺参数对成形熔覆层组织及性能影响较大。本研究可以为采用选区激光熔化成形技术修复和强化轧辊表面提供实验和理论依据。
二、混合智能技术在激光淬火工艺优化中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混合智能技术在激光淬火工艺优化中的应用（论文提纲范文）
（1）大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 齿形件传统表面改性研究现状 |
| 1.2.2 金属耐磨耐冲击涂层制备技术研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆技术 |
| 1.2.4 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.5 大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层需解决的科学问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方案 |
| 第2章 复合涂层结构的初步设计、材料选择及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层结构的初步设计与材料选择 |
| 2.3.1 复合涂层结构的初步设计 |
| 2.3.2 界面连接层与增韧层粉末材料选择 |
| 2.3.3 耐磨层合金粉末材料选择 |
| 2.4 试验与测试分析方法 |
| 2.4.1 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层制备方法 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相样件制备及组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.6 热辐射谱测试与高速摄像设备 |
| 2.5 相关性能测试方法 |
| 2.5.1 维氏硬度测试 |
| 2.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.5.3 耐冲击性能测试 |
| 2.5.4 拉伸性能测试 |
| 2.5.5 电化学腐蚀性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆基础工艺参数优化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载粉气流量对激光熔覆涂层形貌的影响 |
| 3.2.1 载粉气流量对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 载粉气流量对粉末流态的影响 |
| 3.3 单道激光熔覆正交优化试验 |
| 3.3.1 单道激光熔覆涂层工艺正交优化试验 |
| 3.3.2 正交试验结果方差分析(ANOVA) |
| 3.3.3 单道激光熔覆涂层参数优化选择与响应预测 |
| 3.4 多道搭接激光熔覆工艺优化与分析 |
| 3.4.1 多道搭接激光熔覆工艺试验 |
| 3.4.2 多道搭接激光熔覆过程应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳化钨颗粒对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.2.1 微米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.2.2 微米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.2.3 微米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.2.4 微米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.3 纳米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.3.1 纳米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.3.2 纳米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.3.3 纳米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.3.4 纳米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀土对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纯钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.2.1 纯钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.2.2 纯钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.2.3 纯钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.2.4 纯钇对涂层性能的影响 |
| 5.3 氧化钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.3.1 氧化钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.3.3 氧化钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.3.4 氧化钇对涂层性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 脉冲频率对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌与微观组织的影响 |
| 6.2.1 脉冲激光功率对单道涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.3 脉冲激光频率对涂层微观组织的影响 |
| 6.2.4 脉冲激光频率对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 6.3 脉冲激光频率对涂层性能的影响 |
| 6.3.1 脉冲激光频率对涂层显微硬度的影响 |
| 6.3.2 脉冲激光频率对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.3.3 脉冲激光频率对涂层力学性能的影响 |
| 6.3.4 脉冲激光频率对涂层电化学腐蚀特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向大型齿圈齿面的激光熔覆复合涂层设计与制备 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向大型齿面的激光熔覆复合涂层结构与成分设计 |
| 7.3 激光熔覆复合涂层的宏观形貌与微观组织分析 |
| 7.3.1 激光熔覆复合涂层宏观形貌分析 |
| 7.3.2 激光熔覆复合涂层微观组织分析 |
| 7.4 激光熔覆复合涂层性能及相关机理分析 |
| 7.4.1 匀质复合涂层显微硬度分析 |
| 7.4.2 匀质复合涂层耐磨性能与磨损机理分析 |
| 7.4.3 匀质与夹层式复合涂层的耐冲击性能分析 |
| 7.4.4 带基材复合涂层综合耐冲击性能分析 |
| 7.4.5 匀质复合涂层耐腐蚀性能分析 |
| 7.5 大型齿圈齿面激光熔覆耐磨耐冲击涂层制备 |
| 7.5.1 大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具设计 |
| 7.5.2 齿圈齿面激光熔覆运动轨迹控制 |
| 7.5.3 主动轮齿圈齿面激光熔覆工艺过程 |
| 7.5.4 不同强化层对齿圈齿面啮合过程应力状态分布的影响 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）高速钢激光淬火晶粒细化及参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 激光表面处理技术发展与应用 |
| 1.1.1 激光表面处理技术的基本概念及其特点 |
| 1.1.2 激光表处理技术的主要应用 |
| 1.2 激光表面淬火技术简介 |
| 1.2.1 激光表面淬火技术的基本概念及其特点 |
| 1.2.2 激光表面淬火技术的机理及应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 选题背景 |
| 1.4.2 课题的研究对象、目的与意义 |
| 1.4.3 研究的基本思路与章节安排 |
| 第2章 激光淬火数值模拟理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传热学基础理论 |
| 2.2.1 激光淬火传热基本方程 |
| 2.2.2 激光淬火过程中的热传导 |
| 2.2.3 激光淬火过程中的热对流 |
| 2.2.4 激光淬火过程中的热辐射 |
| 2.3 激光淬火数值模拟的研究方法 |
| 2.3.1 有限差分法 |
| 2.3.2 有限单元法 |
| 2.4 激光热源模型 |
| 2.4.1 高斯面热源模型 |
| 2.4.2 双椭球体热源模型 |
| 2.5 激光能量密度分布 |
| 2.5.1 高斯分布 |
| 2.5.2 均匀分布 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光点热源对温度场及应力场影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 均匀分布点热源模型建立 |
| 3.2.1 激光淬火温度场热力学模型 |
| 3.2.2 激光热源 |
| 3.3 有限元模型建立 |
| 3.4 温度场结果分析 |
| 3.4.1 激光功率对温度场影响 |
| 3.4.2 冷却方式对温度场结果的影响 |
| 3.5 应力场结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光点热源对晶粒细化效果的影响 |
| 4.1 微观组织演化 |
| 4.2 不同冷却方式对晶粒细化效果的影响 |
| 4.2.1 空冷对晶粒细化效果的影响 |
| 4.2.2 水冷对晶粒细化效果的影响 |
| 4.3 激光功率对硬化层深度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光淬火工艺优化数值模拟研究 |
| 5.1 激光热源模型选取 |
| 5.2 模型的建立 |
| 5.2.1 模型建立及网格划分 |
| 5.2.2 材料热物理及力学参数 |
| 5.2.3 初始条件和边界条件 |
| 5.3 加工参数对温度场结果的影响 |
| 5.3.1 激光功率对温度场分布的影响 |
| 5.3.2 光斑尺寸对温度场的影响 |
| 5.3.3 扫描速度对温度场分布的影响 |
| 5.3.4 同一路径上不同时刻温度变化曲线 |
| 5.4 应力场结果分析 |
| 5.4.1 功率对硬化层深度的影响 |
| 5.4.2 激光功率对残余应力的影响 |
| 5.4.3 激光光斑半径对残余应力的影响 |
| 5.4.4 激光扫描速度对残余应力的影响 |
| 5.4.5 激光加工参数对残余应力的影响对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间承担的科研任务与主要研究成果 |
| 致谢 |
（3）激光表面淬火对42CrMo钢组织和性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超高强度结构钢 |
| 1.1.1 超高强度结构钢的分类 |
| 1.1.2 低合金超高强度钢 |
| 1.1.3 合金元素对低合金超高强度钢的影响 |
| 1.2 激光表面淬火 |
| 1.2.1 激光表面淬火技术原理及其技术特点 |
| 1.2.2 激光表面淬火设备 |
| 1.2.3 激光表面淬火技术的工艺参数 |
| 1.2.4 激光表面淬火技术的研究现状 |
| 1.2.5 激光表面淬火在工业中的应用 |
| 1.3 课题背景及其意义 |
| 2 激光淬火实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.4 显微组织分析 |
| 2.5 相组成分析 |
| 2.6 性能测试 |
| 2.6.1 硬度测试 |
| 2.6.2 耐磨性能测试 |
| 3 工艺参数对42CrMo钢激光淬火层组织和硬度的影响 |
| 3.1 淬火硬化层形貌及物相 |
| 3.2 激光功率和扫描速度对淬火硬化层深度的影响 |
| 3.3 激光功率和扫描速度对淬火硬化层硬度的影响 |
| 3.4 相同能量密度下不同功率和扫描速度对淬火层深度与表面硬度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 工艺参数对激光淬火层耐磨性能的影响 |
| 4.1 摩擦磨损实验参数 |
| 4.2 激光功率和扫描速度对淬火层磨损质量损失的影响 |
| 4.3 淬火层磨痕分析 |
| 4.4 淬火层摩擦因数曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多道激光淬火试验 |
| 5.1 激光多道搭接实验参数 |
| 5.2 激光多道搭接区域形貌及物相 |
| 5.3 激光多道搭接区域硬度分布 |
| 5.4 激光多道搭接回火软化区域的硬度均匀性测试 |
| 5.5 非平面结构激光淬火实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）冷却辊主轴表面强化工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源和研究意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 氮化技术 |
| 1.2.2 激光淬火技术 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 试验材料、设备及测试方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 主要的试验仪器设备 |
| 2.2.1 QPQ盐浴氮化 |
| 2.2.2 激光加工系统 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 形貌、组织观察及物相分析 |
| 2.3.2 显微硬度 |
| 2.3.3 摩擦磨损性能 |
| 2.3.4 电化学腐蚀试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 QPQ盐浴氮化试样性能和组织分析 |
| 3.1 盐浴氮化工艺参数 |
| 3.2 氮化层性能测试与分析 |
| 3.2.1 显微硬度 |
| 3.2.2 摩擦磨损性能 |
| 3.2.3 耐腐蚀性能 |
| 3.3 氮化层物相及组织分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 激光淬火试样组织和性能分析 |
| 4.1 激光淬火工艺参数 |
| 4.2 工艺参数对42CrMo钢组织的影响 |
| 4.2.1 宏观形貌 |
| 4.2.2 微观组织 |
| 4.3 42CrMo钢激光淬火性能测试与分析 |
| 4.3.1 显微硬度 |
| 4.3.2 摩擦磨损性能 |
| 4.3.3 耐腐蚀性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 冷却辊主轴关键部位激光表面处理的效果分析 |
| 5.1 键槽试样的激光表面处理效果 |
| 5.2 冷却辊主轴激光淬火实践应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于激光淬火的小麦磨粉机磨辊减磨技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Summary |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.1.1 小麦磨粉机磨辊表面材料的发展过程 |
| 1.1.2 小麦磨粉机磨辊的工作过程 |
| 1.1.3 热处理工艺对小麦磨粉机磨辊的影响 |
| 1.1.4 激光淬火技术对小麦磨粉机磨辊表面材料的影响 |
| 1.2 激光淬火处理对金属材料性能影响研究综述 |
| 1.2.1 激光淬火技术 |
| 1.2.2 国内外激光淬火处理对金属材料性能影响研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 磨辊材料的激光淬火及磨料磨损试验 |
| 2.1 激光表面处理过程 |
| 2.2 激光淬火试验方法 |
| 2.2.1 激光淬火设备的种类 |
| 2.2.2 激光淬火试样的制备及试验方法 |
| 2.3 磨损性能试验方法 |
| 2.3.1 磨损类型 |
| 2.3.2 小麦磨粉机磨辊磨损失效分析 |
| 2.3.3 磨损试验方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光淬火响应曲面试验 |
| 3.1 响应曲面试验方案设计 |
| 3.2 响应曲面试验结果及分析 |
| 3.3 响应曲面分析 |
| 3.3.1 激光功率与扫描速度对硬度的影响作用 |
| 3.3.2 激光功率与光斑直径对硬度的影响作用 |
| 3.3.3 光斑直径与扫描速度对硬度的影响作用 |
| 3.4 组合参数优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同热处理磨辊材料磨损性能分析 |
| 4.1 磨损失重与磨损率 |
| 4.2 表面硬度 |
| 4.3 金相组织 |
| 4.4 化学成分 |
| 4.5 表面粗糙度 |
| 4.6 表面接触角 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 磨辊材料经激光淬火的减磨机理分析 |
| 5.1 操作参数对磨损失重的影响分析 |
| 5.1.1 磨料粒度对磨损失重影响 |
| 5.1.2 转速对磨损失重影响 |
| 5.1.3 轧距对磨损失重影响 |
| 5.2 普通热处理工艺参数对磨损失重的影响分析 |
| 5.2.1 淬火温度对磨损失重影响 |
| 5.2.2 淬火保温时间对磨损失重影响 |
| 5.2.3 回火温度对磨损失重影响 |
| 5.2.4 回火保温时间对磨损失重影响 |
| 5.3 激光淬火工艺参数对硬度的影响分析 |
| 5.3.1 激光功率对硬度影响 |
| 5.3.2 光斑直径对硬度影响 |
| 5.3.3 扫描速度对硬度影响 |
| 5.4 表面磨损形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 在读期间发表论文和研究成果等 |
| 导师简介 |
（6）基于激光淬火的4145H定转子表面强化工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.2 激光淬火技术概述 |
| 1.2.1 激光热处理类型 |
| 1.2.2 激光淬火的原理 |
| 1.3 激光淬火技术的研究现状 |
| 1.3.1 激光淬火组织及性能研究 |
| 1.3.2 激光淬火数值模拟研究 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 激光淬火试件钢的制作与测试 |
| 2.1 实验材料的选取 |
| 2.2 激光设备的介绍 |
| 2.3 实验方案的设计 |
| 2.4 激光淬火的流程 |
| 2.4.1 制备预试样 |
| 2.4.2 预处理材料表面 |
| 2.4.3 激光淬火处理 |
| 2.5 金相样品的制备 |
| 2.6 组织性能测试方法 |
| 2.6.1 显微组织观察 |
| 2.6.2 硬度测试 |
| 2.7 激光淬火有限元仿真前处理 |
| 2.7.1 设定材料属性 |
| 2.7.2 建立几何模型 |
| 2.7.3 模型划分网格 |
| 2.7.4 设定初始条件 |
| 2.7.5 设定热流载荷 |
| 2.7.6 热传导微分方程 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 激光淬火4145H钢的组织性能与仿真分析 |
| 3.1 激光淬火过程的温度变化 |
| 3.1.1 静态温度场分析 |
| 3.1.2 瞬态温度场分析 |
| 3.2 激光相变硬化过程分析 |
| 3.3 激光功率对相变硬化过程的影响 |
| 3.3.1 温度场分布 |
| 3.3.2 显微组织转变 |
| 3.3.3 表面硬度分布 |
| 3.4 激光扫描速度对相变硬化过程的影响 |
| 3.4.1 温度场分布 |
| 3.4.2 显微组织转变 |
| 3.4.3 表面硬度分布 |
| 3.5 激光相变硬化效果 |
| 3.5.1 压力—压痕深度分析 |
| 3.5.2 硬化层深度模拟分析 |
| 3.6 激光相变硬化效果的影响因素 |
| 3.6.1 激光功率的影响 |
| 3.6.2 激光扫描速度的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 激光淬火4145H钢的磨损特性研究 |
| 4.1摩擦磨损实验 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 实验设置 |
| 4.1.3 实验测量 |
| 4.2 激光功率对磨损性能的影响 |
| 4.2.1 磨损量分析 |
| 4.2.2 磨损形貌与机理分析 |
| 4.3 激光扫描速度对磨损性能的影响 |
| 4.3.1 磨损量分析 |
| 4.3.2 磨损形貌与机理分析 |
| 4.4 显微组织对磨损性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）切割放射性废金属长寿命圆锯刀的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及背景 |
| 1.2 核污染金属取样及循环利用对干切削技术的需求 |
| 1.3 课题的主要研究内容及创新点 |
| 第2章 对现行干切削圆锯刀的选择与检测 |
| 2.1 对干切削刀具基体材料的选择 |
| 2.2 干切削圆锯刀表面强化技术的选择 |
| 2.3 对已选择的三种圆锯刀的检测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光表面熔凝淬火高速钢圆锯刀的制备 |
| 3.1 试验材料与设备 |
| 3.2 单面激光相变硬化+560℃回火工艺试验 |
| 3.3 单面激光熔凝淬火及560℃回火工艺试验 |
| 3.4 双面激光熔凝淬火制备高速钢圆锯刀 |
| 3.5 M2圆锯刀双面激光熔凝淬火组织性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 四种圆锯刀高速干切削316L不锈钢管材的试验 |
| 4.1 热室条件下现行切割刀具干切削的适应性分析 |
| 4.2 四种圆锯刀高速干切削的试验条件 |
| 4.3 四种圆锯刀高速干切削的试验现象 |
| 4.4 圆锯刀高速干切削的适应性机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 氮化圆锯刀干切削316L不锈钢的工艺参数优化 |
| 5.1 氮化圆锯刀干切削316L不锈钢管材的正交试验 |
| 5.2 氮化圆锯刀干切削正交试验结果分析 |
| 5.3 氮化圆锯刀干切削耐用度经验公式的构建 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（8）大型变桨轴承滚道激光表面淬火数值模拟及硬化层性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 风电轴承的抗疲劳表面处理方法 |
| 1.2.2 激光表面淬火工艺研究 |
| 1.2.3 激光表面淬火数值模拟与实验分析研究 |
| 1.2.4 激光表面淬火对表面完整性影响研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 变桨轴承试件激光淬火工艺数值模拟 |
| 2.1 变桨轴承结构及试件选取 |
| 2.1.1 变桨轴承结构形式 |
| 2.1.2 分析试件选取 |
| 2.2 热力学有限元模拟相关理论 |
| 2.2.1 有限元法基本理论 |
| 2.2.2 温度场计算 |
| 2.2.3 热应力场计算 |
| 2.3 变桨轴承试件的激光淬火工艺有限元模拟 |
| 2.3.1 有限元模型建立与网格划分 |
| 2.3.2 边界条件的确定 |
| 2.3.3 热源模型的确定 |
| 2.3.4 材料属性的定义与相变潜热处理 |
| 2.4 试件的仿真结果分析 |
| 2.4.1 激光淬火硬化层的表征 |
| 2.4.2 激光淬火温度场分布情况 |
| 2.4.3 激光淬火热应力场分布情况 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 试件激光淬火实验及工艺效果研究 |
| 3.1 激光淬火试件实验设备及方法 |
| 3.2 激光表面淬火实验设计 |
| 3.3 激光表面淬火淬硬层深比较 |
| 3.4 激光表面淬火实验结果分析 |
| 3.4.1 表面粗糙度测量与分析 |
| 3.4.2 金相组织测量与分析 |
| 3.4.3 硬度测量与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大型变桨轴承套圈滚道激光表面淬火研究 |
| 4.1 大型变桨轴承接触应力分析 |
| 4.2 大型变桨轴承滚道激光表面淬火有限元模拟 |
| 4.2.1 大型变桨轴承滚道有限元模型建立 |
| 4.2.2 变桨轴承滚道激光淬火温度场计算结果分析 |
| 4.2.3 硬化层均匀性研究 |
| 4.3 激光淬火硬化层深影响因素分析 |
| 4.3.1 单一因素变化对硬化层深的影响 |
| 4.3.2 功率密度对硬化层深的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 变桨轴承工艺效果预测数学模型研究 |
| 5.1 近似模型概述 |
| 5.2 基于有限元法的Kriging近似代理模型建立 |
| 5.2.1 Kriging方法简介 |
| 5.2.2 Kriging近似模型建立步骤 |
| 5.3 激光表面淬火工艺效果近似模型构建 |
| 5.3.1 Kriging近似模型建立及验证 |
| 5.3.2 响应曲面构建 |
| 5.3.3 基于Matlab软件的GUI界面开发 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 专业学位硕士研宄生学位论文答辩委员会决议书 |
（9）钢轨激光淬火质量智能检测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 机器视觉在钢轨表面检测中的应用 |
| 1.3 视觉检测技术中的智能算法研究 |
| 1.4 本文主要内容与结构 |
| 2 钢轨激光淬火质量智能检测系统结构设计 |
| 2.1 钢轨激光飞行淬火加工设备系统结构 |
| 2.2 钢轨激光淬火质量智能检测系统硬件结构 |
| 2.3 钢轨激光淬火质量智能检测系统软件结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钢轨表面淬火图像预处理算法研究 |
| 3.1 钢轨区域定位及灰度化 |
| 3.2 钢轨图像滤波算法对比 |
| 3.3 图像增强与直方图均衡化 |
| 3.4 钢轨图像阈值分割算法对比 |
| 3.5 形态学闭运算 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 钢轨表面激光淬火斑特征提取算法研究 |
| 4.1 钢轨二值图像边缘检测算法对比 |
| 4.2 淬火斑轮廓与图像特征选取 |
| 4.3 淬火斑位置与形状特征计算 |
| 4.4 淬火斑灰度与纹理特征分析 |
| 4.5 淬火斑特征提取实验与结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 钢轨表面激光淬火斑智能分类算法研究 |
| 5.1 决策树算法 |
| 5.2 支持向量机算法 |
| 5.3 淬火斑智能分类实验与结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录 |
（10）轧辊55Mn2钢表面选区激光熔化熔覆层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 轧辊再制造技术 |
| 1.3 轧辊表面强化技术 |
| 1.3.1 表面感应加热淬火技术 |
| 1.3.2 热喷涂技术 |
| 1.4 激光表面改性技术 |
| 1.4.1 激光淬火技术 |
| 1.4.2 激光熔凝技术 |
| 1.4.3 激光表面合金化 |
| 1.4.4 激光熔覆 |
| 1.5 3D打印技术在轧辊修复中的应用 |
| 1.6 本文研究意义及内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 实验方案及研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 打印粉末 |
| 2.2 选区激光熔化成形 |
| 2.3 试样热处理 |
| 2.4 成形熔覆层的表征分析 |
| 2.4.1 表面形貌 |
| 2.4.2 物相组成 |
| 2.4.3 显微组织 |
| 2.4.4 显微硬度 |
| 2.5 抗剪切结合强度 |
| 2.6 摩擦磨损性能 |
| 3 轧辊55Mn2钢表面SLM制备IN718熔覆层 |
| 3.1 实验 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 成形熔覆层组织形貌 |
| 3.2.2 成形熔覆层的致密化 |
| 3.2.3 成形熔覆层物相组成 |
| 3.2.4 成形熔覆层的显微硬度 |
| 3.2.5 成形熔覆层抗剪强度 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 SLM制备IN718熔覆层的耐磨性能 |
| 4.1 实验 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 选区激光熔化成形熔覆层形貌 |
| 4.2.2 常温25℃下不同载荷熔覆层摩擦磨损性能 |
| 4.2.3 温度对熔覆层耐磨性能的影响 |
| 4.2.4 高温475℃下载荷对熔覆层耐磨性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 轧辊55Mn2钢表面SLM制备TiC/IN718复合熔覆层 |
| 5.1 实验 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 TiC/IN718复合熔覆层的物相组成 |
| 5.2.2 TiC/IN718复合熔覆层的组织形貌 |
| 5.2.3 TiC/IN718复合熔覆层的致密度 |
| 5.2.4 TiC/IN718复合熔覆层的显微硬度 |
| 5.2.5 TiC/IN718复合熔覆层的摩擦磨损性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士研究生学习阶段成果 |
四、混合智能技术在激光淬火工艺优化中的应用（论文参考文献）
- [1]大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究[D]. 李云峰. 长春理工大学, 2021(01)
- [2]高速钢激光淬火晶粒细化及参数优化研究[D]. 刘丹峰. 燕山大学, 2021(01)
- [3]激光表面淬火对42CrMo钢组织和性能的影响[D]. 焦咏翔. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]冷却辊主轴表面强化工艺研究[D]. 杜成明. 南华大学, 2021
- [5]基于激光淬火的小麦磨粉机磨辊减磨技术研究[D]. 崔永婷. 甘肃农业大学, 2020(12)
- [6]基于激光淬火的4145H定转子表面强化工艺研究[D]. 李颖杰. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [7]切割放射性废金属长寿命圆锯刀的研究[D]. 周意漾. 南华大学, 2020(01)
- [8]大型变桨轴承滚道激光表面淬火数值模拟及硬化层性能研究[D]. 纪思奇. 北京石油化工学院, 2019(09)
- [9]钢轨激光淬火质量智能检测系统研究[D]. 郭良奇. 华中科技大学, 2019(03)
- [10]轧辊55Mn2钢表面选区激光熔化熔覆层的制备及性能研究[D]. 秦翔. 西安建筑科技大学, 2019(06)