书中首先介绍了再制造工程的内涵、水下激光沉积再制造系统的组成;其次对比分析了激光沉积(DMD)和水下激光沉积(UDMD)过程中流体行为、熔池演变及凝固组织表征;再次在不同水深环境下利用UDMD技术修复了常见的海工材料,如Ti-6Al-4V、HSLA-100钢、NV E690钢、高氮钢、马氏体时效钢18Ni300,表征了水环境下特殊的凝固行为、组织演变,获得了水下修复试样的多种力学性能数据和腐蚀特性;最后对该技术进行了总结和展望。UDMD在修复大型工程结构方面表现出很好的修复潜力和效率,因为UDMD工艺的沉积速率可达150~350 cm3/h。此外,持续优化UDMD工艺和粉末成分有望带来更有意义的结果。例如,同时实现强度和延展性、独特的微观结构、耐磨和耐腐蚀涂层。
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2000.09-2004.07:东北大学,材料与冶金学院尖子班 学士
2004.09-2009.07:东北大学,材料与冶金学院,博士
2007.10-2008.10:美国密歇根大学,工学院机械系,联合培养博士
2009.07-2014.03:江苏大学,机械工程学院,讲师,副教授,硕导
2010.04-2010.10:美国密歇根大学,工学院机械系,研究人员
2014.03-2017.04:东南大学,机械工程学院,副教授,硕导
2017.04-至今,东南大学,机械工程学院,教授,博导
2023.08-至今,广东腐蚀科学与技术创新研究院,兼职特种环境氛围(水下)激光增材制造理论、技术、装备、应用;材料疲劳、腐蚀、磨损、断裂等行为分析中国有色金属学会增材制造技术专业委员会委员、机械工程学会高级会员、激光加工专委会会员、全国材料新技术发展研究会理事、Laser Eng.编委。获中国机械工业科学技术一等奖 1 项、江苏省六大人才高峰高层次人才项目 1 项。美国激光学会成员、中国机械工程学会高级会员、中国有色金属学会增材制造技术专业委员会委员、全国材料新技术发展研究会理事、Laser Eng.编委。国际期刊Acta Materiala, Addit. Manuf., Mater. Sci. Eng. A, Appl. Surf. Sci., Surf. Coat. Technol., J. Mater. Process. Mater. Lett., 等国际杂志特邀审稿人
目录
第一章 绪论
1.1再制造工程的特征及内涵
1.2 海洋工程装备水下原位修复背景与意义
1.3 海洋工程装备水下原位修复技术体系
1.3.1 水下电弧焊接技术
1.3.2 水下激光焊接技术
1.4 水下激光沉积技术
1.5 水下激光沉积技术应用展望
1.5.1 技术研究层面
1.5.2 技术管理层面
1.5.3 技术应用层面
第二章 水下压力环境对激光沉积熔池凝固影响机理研究
2.1水下压力环境激光沉积系统及实验
2.2数学模型建立
2.2.1外部因素对沉积轨迹轮廓的影响
2.2.2外部因素对Marangoni对流的影响
2.2.3外部因素对枝晶生长的影响
2.3沉积轨迹轮廓演化
2.4熔池动力学演化
2.5枝晶生长演化
2.5.1枝晶形貌
2.5.2溶质分布
第三章 水下激光沉积再制造钛合金
3.1水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V实验及温度历程分析
3.1.1水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V工艺试验
3.1.2水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V温度场建模
4.2水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V微观组织演变
3.2.1水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V微观组织表征
3.2.2热循环过程对组织演化及元素扩散的影响
3.3水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V力学性能分析
3.3.1水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V力学性能表征
3.3.2微观组织对力学性能的影响
3.4水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V疲劳特性
3.4.1水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V疲劳试验过程
3.4.2水下激光沉积再制造Ti-6Al-4V疲劳特性
3.4.3组织、缺陷及残余应力对短疲劳裂纹萌生和扩展影响机制
第四章 水下激光沉积再制造低合金高强钢
4.1水下激光沉积再制造HSLA-100组织演变及力学性能分析
4.1.1水下激光沉积再制造HSLA-100工艺试验及温度历程分析
4.1.2水下激光沉积再制造HSLA-100微观组织表征
4.1.3水下沉积热动力学过程对微观组织形成/演变的影响机制
4.1.4水下激光沉积再制造HSLA-100力学性能表征
4.1.5 微观组织演变和冶金缺陷对力学性能的影响
4.2水下激光沉积再制造NV E690组织演变及力学性能分析
4.2.1水下激光沉积再制造NV E690工艺试验
4.2.2水下激光沉积再制造NV E690微观组织表征
4.2.3 水下环境对NV E690微观组织演变的影响
4.2.4水下激光沉积再制造NV E690力学性能表征
4.2.5微观组织对力学性能的影响
4.3水下激光沉积再制造NV E690耐蚀性能提升策略
4.3.1水下激光沉积NV E690耐蚀涂层制备工艺试验
4.3.2水下激光沉积耐蚀涂层微观组织分析
4.3.3水下激光沉积耐蚀涂层的宏观偏析机理
4.3.4水下激光沉积耐蚀涂层腐蚀性能评价
4.3.5水下激光沉积耐蚀涂层组织特征对腐蚀行为的影响
第五章 水下激光沉积再制造马氏体时效钢
5.1水下激光沉积再制造18Ni300工艺试验
5.2水下激光沉积再制造18Ni300微观组织演变
5.2.1水下激光沉积再制造18Ni300微观组织演变
5.2.2水下压力环境对微观组织演变的影响
5.3水下激光沉积再制造18Ni300力学性能分析
5.3.1水下激光沉积再制造18Ni300力学性能表征
5.3.2微观组织对力学性能的的影响
5.4水下激光沉积再制造18Ni300冲蚀性能分析
5.4.1冲蚀磨损实验设置
5.4.2 18Ni300修复试样冲蚀磨损行为及形貌分析
5.4.3修复试样冲蚀磨损机理分析
第六章 水下激光沉积再制造高氮钢
6.1水下激光沉积再制造低氮HNS微观组织演变及力学性能分析
6.1.1水下激光沉积再制造低氮HNS工艺试验
6.1.2水下激光沉积再制造低氮HNS微观组织表征
6.1.3水冷效应对碳化物析出影响
6.1.4水下激光沉积再制造低氮HNS力学性能表征
6.1.5微观组织特征对低氮HNS力学性能的影响
6.2水下激光沉积再制造高氮HNS微观组织演变及力学性能分析
6.2.1水下激光沉积再制造高氮HNS工艺试验及孔隙缺陷分析
6.2.2水下压力环境对熔池氮行为的影响
6.2.3水下激光沉积再制造高氮HNS微观组织表征
6.2.4水下压力环境对奥氏体转变的影响
6.2.5水下激光沉积再制造高氮HNS力学性能表征
6.2.6水下压力环境对高氮HNS力学性能的影响
6.3水下压力环境氮分压调控激光沉积再制造高氮HNS
6.3.1氮分压调控水下激光沉积再制造高氮HNS工艺试验
6.3.2氮分压调控高氮HNS修复试样微观组织表征
6.3.3修复试样氧、氮含量分析
6.3.4氮分压对修复试样微观组织演化的影响
6.3.5氮分压调控对高氮HNS力学性能的影响