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激光热输入对钴基合金涂层组织与裂纹的影响

热加工工艺 2022年第2期51卷 101-105页

作者：崔陆军于计划曾文涵郭士锐中原工学院机电学院河南郑州450007

采用激光熔覆技术制备了钴基合金涂层,通过对该涂层进行一系列制备和测试试验,深入研究了激光热输入对钴基合金熔覆涂层尺寸、稀释率、组织、气孔数量及裂纹的影响。结果表明:激光热输入能量从66.7 J/mm^(2)增加到120 J/mm^(2),该涂层... 详细信息

采用激光熔覆技术制备了钴基合金涂层,通过对该涂层进行一系列制备和测试试验,深入研究了激光热输入对钴基合金熔覆涂层尺寸、稀释率、组织、气孔数量及裂纹的影响。结果表明:激光热输入能量从66.7 J/mm^(2)增加到120 J/mm^(2),该涂层高度逐渐降低,热影响深度先减小后增大,涂层的稀释率与热影响深度有相同的变化趋势,涂层搭接面附近枝晶主要由块状晶及柱状晶组成。同时,当热输入能量从66.7 J/mm^(2)增加到100 J/mm^(2)时,搭接面附近气孔数量与涂层中的裂纹数量随热输入的增加而减少。当热输入能量大于100J/mm^(2),搭接面附近气孔数量与涂层中的裂纹数量随着热输入的增加而增加。

关键词：激光熔覆截齿钴基合金组织裂纹

基于CDIO工程教育理念的光制造平台搭建与案例教学

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轻工科技 2022年第2期38卷 186-188页

作者：郭士锐郑博崔陆军中原工学院机电学院河南郑州450007

为培养专业认证需求的机械类专业工程人才,搭建基于CDIO工程教育理念的光制造平台,结合科研成果案例设计课程的实验教学项目,使学生参与、构思、设计、实现个人体验,提高创新创业能力。该实验项目具体描述如何搭建基于CDIO工程教育理念... 详细信息

为培养专业认证需求的机械类专业工程人才,搭建基于CDIO工程教育理念的光制造平台,结合科研成果案例设计课程的实验教学项目,使学生参与、构思、设计、实现个人体验,提高创新创业能力。该实验项目具体描述如何搭建基于CDIO工程教育理念的光制造实验平台,并将其教学理念设计应用于实验项目中,根据科研案例素材选择激光熔覆增材制造的典型实验性能进行实验研究与创新活动。经过教学实践发现,该项目使机械类本科生及研究生初步熟悉科研项目实施的基本流程,锻炼专业知识和工程能力,以及自主对任务分解和解决问题的能力。

关键词： CDIO 激光制造实验改革案例教学

基于MCL-UNet网络的激光熔覆层表面平整度识别

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激光与红外 2023年第5期53卷 685-692页

作者：郭士锐刘银银崔陆军陈永骞郑博中原工学院机电学院河南郑州450007

表面平整度是衡量多道搭接熔覆层表面质量的重要指标之一,为改进人工标注获取表面平整度耗时费力的问题,本文利用图像识别和语义分割神经网络方法提出了自动识别熔覆层表面平整度。针对搭接熔覆层特征,基于改进的U-Net与注意力机制(CBAM... 详细信息

表面平整度是衡量多道搭接熔覆层表面质量的重要指标之一,为改进人工标注获取表面平整度耗时费力的问题,本文利用图像识别和语义分割神经网络方法提出了自动识别熔覆层表面平整度。针对搭接熔覆层特征,基于改进的U-Net与注意力机制(CBAM)提出一种用于熔覆层形貌的自动分割网络MCL-UNet,优化改进U-Net模型,依据CBAM模块从通道维度和空间维度调整特征图层的权重信息,将CBAM模块以优化输入和输出的原则部署在网络上。在搭接熔覆层数据集上对改进的网络进行评估对比,实验结果表明,本文提出的MCL-UNet网络模型,其熔覆层分割效果在验证集上的平均IoU准确率为93.76%,相比原始U-Net的IoU准确率提高了5.81%,在测试集上MCL-UNet模型输出的表面平整度的平均相对误差为3.2%,说明该模型可有效提高搭接熔覆层横截面形貌的分割精度,并能较准确输出表面平整度。

关键词：图像处理表面平整度语义分割 MCL-UNet网络

基于灰铸铁表面多道搭接熔覆成形质量及组织性能研究

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有色金属工程 2022年第4期12卷 31-35页

作者：郭士锐赵阳崔陆军郑博陈永骞中原工学院机电学院郑州450007

为强化修复受损的铸铁件,提高其性能,延长服役寿命。采用高能量密度激光器在灰铸铁HT250表面制备多道搭接铁基合金熔覆层,通过熔覆层稀释率及表面平整度两个重要质量指标对搭接率进行优化,利用体式显微镜、光学显微镜和数显维氏硬度计... 详细信息

为强化修复受损的铸铁件,提高其性能,延长服役寿命。采用高能量密度激光器在灰铸铁HT250表面制备多道搭接铁基合金熔覆层,通过熔覆层稀释率及表面平整度两个重要质量指标对搭接率进行优化,利用体式显微镜、光学显微镜和数显维氏硬度计等对熔覆层的横截面形貌特征、金相显微组织和显微硬度进行研究。结果表明,在搭接率为35%时,熔覆层稀释率与表面平整度最优,稀释率仅为5.16%;熔覆层显微组织由下而上依次为粗大的树枝晶与胞状晶、交叉生长的柱状晶、等轴晶,搭接区域经过重熔结晶后,形成分布较稀疏的胞状晶;平均显微硬度HV_(0.3)达834,性能相较于灰铸铁基体显著提高,为激光熔覆修复强化铸铁件提供了重要参考依据。

关键词：灰铸铁激光熔覆铁基合金稀释率表面平整度

灰铸铁表面单道激光熔覆Ni45A+5%WC合金形貌研究

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应用激光 2022年第3期42卷 21-27页

作者：郭士锐赵阳崔陆军崔英浩李晓磊郑博中原工学院机电学院河南郑州450007

为探究灰铸铁表面激光熔覆镍基WC合金的最佳工艺参数,改善灰铸铁表面熔覆质量,避免因其选择不佳产生缺陷,利用高功率半导体光纤耦合激光器制备单道涂层,通过Leica光学显微镜对熔覆层几何特征进行测量,结合正交极差分析数据获取极差结果... 详细信息

为探究灰铸铁表面激光熔覆镍基WC合金的最佳工艺参数,改善灰铸铁表面熔覆质量,避免因其选择不佳产生缺陷,利用高功率半导体光纤耦合激光器制备单道涂层,通过Leica光学显微镜对熔覆层几何特征进行测量,结合正交极差分析数据获取极差结果,并根据因素效应图分析工艺参数对几何特征的影响机制,通过稀释率和宽高比的等值线图及实际工程需求优化工艺参数范围进行优化选取,最后结合实际工程成本探究出最佳工艺参数。结果表明:三因素对熔覆层几何特征具有重大影响且激光功率为主要影响因素。最佳工艺参数为激光功率1 400 W,扫描速度5.8 mm/s,送粉速率15.5 g/min。最优工艺参数下熔覆层高度为1 540.5μm,熔宽为4 680.5μm,熔深为88.9μm,稀释率为5.46%,宽高比为3.04,均满足实际需求。研究为工程实践提供了理论基础及参考依据。

关键词：灰铸铁激光熔覆稀释率正交试验宽高比工艺优化

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机械设计基础课程思政的教学方法研究

河南教育（高教版）（中） 2022年第5期 77-78页

作者：崔英浩郭士锐李晓磊中原工学院机电学院河南郑州450007

立德树人是高校的根本任务。高校教师在组织教学活动时,应将课程重要知识点与课程包含的思政元素相融合,激发学生的主观能动性。本研究介绍了机械设计基础课程的特点,探讨在教学过程中结合科技发展热点、教学案例、最新科技成果进行思... 详细信息

立德树人是高校的根本任务。高校教师在组织教学活动时,应将课程重要知识点与课程包含的思政元素相融合,激发学生的主观能动性。本研究介绍了机械设计基础课程的特点,探讨在教学过程中结合科技发展热点、教学案例、最新科技成果进行思政元素的融入和设计,以期能对相关课程的教学起到借鉴作用。

关键词：课程思政机械设计基础教学方法研究

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半导体激光熔覆钴基合金的组织与性能研究

热加工工艺 2016年第16期45卷 103-106页

作者：郭士锐姚建华中原工学院机电学院河南郑州450007 浙江工业大学激光加工技术工程研究中心浙江杭州310014 浙江省高端激光制造装备协同创新中心浙江杭州310014

采用2 k W半导体激光器在304不锈钢表面进行同轴送粉的激光熔覆Co基合金试验,以提升其表面性能,解决失效问题。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究了熔覆层的显微组织和相结构。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和气蚀装置测试... 详细信息

采用2 k W半导体激光器在304不锈钢表面进行同轴送粉的激光熔覆Co基合金试验,以提升其表面性能,解决失效问题。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究了熔覆层的显微组织和相结构。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和气蚀装置测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性与抗气蚀性。结果表明,Co基合金熔覆层组织均匀、致密,与基体结合良好,没有微观裂纹与气孔等缺陷。熔覆层组织主要由初生γ-Co枝晶固溶体及其间的共晶组织组成,其主要组成相为γ-Co、Fe Ni固溶体、Co Cx和Cr23C6等碳化物。熔覆层最高显微硬度为484 HV0.2,平均显微硬度为474 HV0.2,较基体提高2倍以上;熔覆层的平均摩擦系数和磨损量分别为基体的50.8%和29.2%;熔覆层的抗气蚀性能较基体提高了2.7倍。

关键词：激光熔覆半导体激光器钴基合金耐磨性抗气蚀性

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课程思政视域下机械类一流本科课程建设探索

产业与科技论坛 2022年第23期21卷 155-158页

作者：郭士锐李晓磊崔英浩程军红中原工学院机电学院

“课程融思政,润物细无声”关键是融合方法,怎样将思政润物细无声地融入机械类课程的教学中是关键。以《机械原理》课为例,通过分析课程性质和特点,制定育人目标,针对性地整理出课程思政案例设计与实施的具体方法,利用PDCA的教学模式强... 详细信息

“课程融思政,润物细无声”关键是融合方法,怎样将思政润物细无声地融入机械类课程的教学中是关键。以《机械原理》课为例,通过分析课程性质和特点,制定育人目标,针对性地整理出课程思政案例设计与实施的具体方法,利用PDCA的教学模式强化课程思政效果,改善考核方式,以达到课程的三个育人目标,为“一流课程”建设中的课程思政探索提出了一条可供借鉴的实践路径,利用线上和线下结合的教学环境以实现专业知识和思政教育融合的双重培养目标。

关键词：机械类课程思政一流本科课程建设教学改革

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激光熔覆汽轮机转子表面涂层的显微组织研究

激光与红外 2016年第5期46卷 532-536页

针对激光熔覆再制造汽轮机转子轴颈,采用2 kW半导体激光器进行同轴送粉的激光熔覆Fe基合金试验,并在激光熔覆过程中对加工点附近的温度进行监控。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散谱仪(EDS)研究了熔覆层的显微组织... 详细信息

针对激光熔覆再制造汽轮机转子轴颈,采用2 kW半导体激光器进行同轴送粉的激光熔覆Fe基合金试验,并在激光熔覆过程中对加工点附近的温度进行监控。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散谱仪(EDS)研究了熔覆层的显微组织形貌、相结构与成分。结果表明,激光熔覆加热集中,检测部位的最高温度未超过70℃,整个修复过程平稳。Fe基合金熔覆层组织均匀、致密,与基体冶金结合,没有微观裂纹与气孔等缺陷。熔覆层组织主要为(Fe、Cr、C)合金与CrC两相。熔覆层的组织主要为典型的过饱和固溶体枝晶与枝晶间多元碳化物共晶组成,激光熔覆层与基体熔合过程中产生了元素互渗。

关键词：激光熔覆半导体激光器铁基合金微观组织汽轮机转子