作者编著此书，拟向广大读者介绍先进的纳米压痕技术测量残余应力的基本知识，期望让更多领域的专家与工程技术人员在机械设计、加工制造、维修与再制造中，了解这种测量技术的特点和效果，能合理地进行选用和运用，以求更好地指导生产实践，获得最大的社会与经济效益。本书共分五章，简单介绍了残余应力的形成机理及其对表面性能的影响，系统归纳了传统的残余应力测量技术的原理及缺陷。本书重点介绍了先进的纳米压痕测量技术，深入阐述了不同计算模型的测量原理、适用范围及缺陷，并系统总结了不同模型在残余应力测量中的实际应用。所取材料主要是来自作者近年来的最新研究成果以及该领域同行学者的重要研究内容。
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目录
前言
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
2.3.1Oliver&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
3.3.1Suresh模型60
3.3.2Lee模型63
3.3.3Xu模型66
3.3.4Swadener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
4.1.245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nAl2O3/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
5.1Xu模型的应用182
5.2Swadener模型的应用184
5.2.1SiC颗粒增强Al基复合材料的残余应力研究184
5.2.2Cu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
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