轻合金修复强化是保持设备技术状态的重要基础、是恢复设备技术状态的主要手段、是设备全寿命周期管理的关键环节，已成为国际材料领域的研究热点和重要发展方向。本书秉持指导轻合金维修工程实践的目的，介绍了轻合金材料的独特理化特性、典型应用、失效模式和修复强化关键技术体系，系统研究并总结梳理了低温超声速喷涂、电弧熔敷-数控铣削复合成形、激光-电弧复合成形和磁控电弧熔敷成形等先进轻合金修复强化技术的基本理论及工程
实践知识。本书可供从事轻合金修复强化或相关行业的工程技术人员及生产管理人员阅读，也可供高等院校及科研院所开展轻合金修复强化研究或教学的技术人员参考。
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第1章 绪论 121.1 轻合金材料特性及应用 121.1.1 镁合金的特性及应用 12
1.1.2 铝合金的特性及应用 15
1.1.3 钛合金的特性及应用 17
1.2 轻合金装备修复强化的特点 19
1.3 轻合金修复强化的技术体系 19
参考文献 25
第2章 轻合金的典型失效模式 282.1 轻合金的失效模式 282.1.1 腐蚀失效 28
2.1.2 变形失效 29
2.1.3 断裂失效 29
2.1.4 磨损失效 30
2.2 镁合金零部件的典型损伤 30
2.3 铝合金零部件的典型损伤 32
2.4 钛合金零部件的典型损伤 35
参考文献 36
第3章 低温超声速喷涂技术 373.1 技术概述 373.1.1 技术内涵与特点 37
3.1.2 设备系统与工艺因素 39
3.2 低温超声速喷涂沉积成形过程的数值模拟 423.2.1 几何模型的建立 43
3.2.2 有限元模型的建立及边界条件 43
3.2.3 单颗粒碰撞过程的数值模拟结果及分析 44
3.2.4 基底层成形过程的数值模拟结果及分析 49
3.2.5 多层连续成形过程的数值模拟结果及分析 52
3.3 低温超声速喷涂射流过程的数值模拟 533.3.1 喷涂射流区模型 53
3.3.2 喷涂射流区模拟 57
3.3.3 喷涂两相流模拟 60
3.3.4 低温超声速喷涂工艺设计 63
3.4 镁合金表面Al基合金涂层的组织结构表征 643.4.1 涂层表面截面形貌观察 64
3.4.2 涂层微观组织结构分析 69
3.4.3 涂层中氧元素含量测定 71
3.4.4 涂层化学元素价态判定 72
3.5 粉体特性对涂层组织和性能的影响 743.5.1 Si元素对Al基合金涂层组织的影响 75
3.5.2 Si元素对Al基合金涂层性能的影响 86
3.5.3 粉体粒径对Al-13Si涂层组织的影响 98
3.5.4 粉体粒径对Al-13Si涂层性能的影响 105
3.6 工艺特性对涂层组织和性能的影响 116
3.7 应用实例 1183.7.1 低温超声速喷涂工艺流程 118
3.7.2 典型镁合金损伤件修复强化 120
参考文献 121
第4章 电弧熔敷-数控铣削复合成形技术 1234.1 技术概述 1234.1.1 技术内涵与特点 123
4.1.2 设备系统与工艺过程 124
4.2 电弧熔敷近净成形的形态控制 1274.2.1 单层单道成形焊道的形态调控 127
4.2.2 基于神经网络的单层单道成形焊道截面形态函数建模 145
4.2.3 单层多道成形焊道的形态调控 149
4.3 数控铣削净成形的表面质量控制 1604.3.1 基于回归分析的净成形加工表面质量预测模型 161
4.3.2 基于神经网络的净成形加工表面质量预测模型 165
4.3.3 基于SVM的净成形加工表面质量预测模型 166
4.4 应用实例 1694.4.1 电弧熔敷-数控铣削工艺流程 169
4.4.2 典型金属损伤件修复强化 169
参考文献 172
第5章 激光-电弧复合成形技术 1755.1 技术概述 1755.1.1 技术内涵与特点 175
5.1.2 设备系统与工艺流程 176
5.2 镁合金表面激光-TIG单层多道熔覆层的组织与性能 1775.2.1 组织形貌 177
5.2.2 综合性能 181
5.3 工艺特性对镁合金表面激光-TIG单层多道熔覆层的影响 1905.3.1 送丝速度的影响 190
5.3.2 焊接电流的影响 191
5.3.3 焊接速度的影响 193
5.3.4 激光功率的影响 194
5.3.5 工艺参数的离差分析 196
5.4 镁合金表面激光-TIG多层多道熔覆层的组织与性能 1965.4.1 组织形貌 196
5.4.2 力学性能 197
5.4.3 摩擦学性能 200
5.5 应用实例 2035.5.1 激光-电弧复合成形工艺流程 203
5.5.2 典型镁合金损伤件修复强化 203
参考文献 205
第6章 磁控电弧熔敷成形技术 2066.1 技术概述 2066.1.1 技术内涵与特点 206
6.1.2 设备系统与工艺流程 207
6.2 磁场空间分布与磁控电弧的数值模拟 2086.2.1 励磁线圈的优化设计 209
6.2.2 磁控MIG电弧的数值模拟 219
6.3 铝合金磁控电弧熔敷的成形性研究 2296.3.1 单层单道熔覆层的成形性 229
6.3.2 单层多道熔敷层的成形性 236
6.3.3 磁场特性对熔敷层表面质量的影响 240
6.4 铝合金磁控电弧熔敷层的组织性能优化 2446.4.1 磁场特性对熔敷层显微结构的影响 244
6.4.2 工艺参数对母材组织与性能的影响 250
6.4.3 工艺参数对熔敷层组织与性能的影响 256
6.5 应用实例 2666.5.1 磁控电弧熔敷成形工艺流程 266
6.5.2 典型铝合金损伤件修复强化 267
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