灰铸铁仿生制备工艺及抗热疲劳性的研究
发布时间：2021-05-17 18:52
本文以HT200灰铸铁为研究对象,在贝壳软硬交替结构具有优良抗热疲劳性的自然界非光滑现象的启发下,通过激光器在长方体薄块状灰铸铁试样表面加工出一条条平行等间距的单元体来提高灰铸铁的抗热疲劳性能。研究单元体横截面积的变化对试样热疲劳抗性的影响;以单元体横截面积的大小为指标对激光器的加工参数进行了优化;研究了不同参数对单元体横截面积大小的影响规律;并研究了预热和退火工艺对单元体中的孔洞、裂纹、拉应力的影响。研究表明:试样的热疲劳裂纹扩展速度随着单元体横截面积的增加而显著减小。激光脉宽是影响单元体横截面积的最显著因素,脉宽增加,单元体横截面积显著增加;激光功率增加单元体横截面积逐渐增大;扫描速度加快使单元体的横截面积逐渐减小;频率和离焦量对单元体尺寸影响不显著。各因素对指标的影响次序为:脉宽>功率>扫描速度>频率>离焦量。对脉宽进行扩大化试验,确定的激光加工参数的最优值为:脉宽13 ms,功率为1482W,扫描速度0.5 mm/s,频率10Hz,离焦量5.5mm。对试样整体预热温度提高到250℃后,再激光处理可消除单元体表面的裂纹和孔洞,处理后单元体的晶粒略有增大,硬...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
提要
第一章 绪论
1.1 选题的意义
1.2 本文研究的目的及内容
第二章 文献综述
2.1 制动鼓的热疲劳失效
2.2 制动鼓材料的使用和研究现状
2.2.1 铸铁材料
2.2.2 铝基复合材料
2.3 材料抗热疲劳的表面处理工艺
2.4 仿生耦合抗热疲劳研究
2.4.1 仿生学概述
2.4.2 仿生耦合研究的背景
2.4.3 仿生耦合概念
2.4.4 生物耦合抗热疲劳现象
2.4.5 仿生耦合抗热疲劳模型
2.5 仿生耦合制备技术
2.5.1 仿生耦合制备的常用技术
2.5.2 激光仿生耦合制备技术
2.5.2.1 激光加工技术的优点及应用现状
2.5.2.2 研究中激光加工技术遇到的困难
第三章 试验方法
3.1 试样的化学成分及组织
3.2 试样的制备
3.3 热疲劳实验
3.4 观测仪器
第四章 激光参数对试样热疲劳性的影响
4.1 单元体横截面积大小对试样热疲劳性能的影响
4.1.1 不同横截面积单元体的截面图
4.1.2 热疲劳实验结果及分析
4.2 正交实验及分析
4.3 正交扩大实验及分析
第五章 预热和退火对单元体热疲劳抗性的影响
5.1 预热实验及分析
5.1.1 预热对单元体表面形貌的影响
5.1.2 预热对单元体组织的影响
5.2 退火实验及分析
5.2.1 退火前后单元体应力的变化
5.2.2 退火前后单元体的组织变化
5.3 热疲劳实验及分析
5.3.1 热疲劳实验结果
5.3.2 机理分析
5.3.2.1 预热增强机制
5.3.2.2 退火机制
5.3.2.3 仿生结构效应
第六章 结论
参考文献
摘要
Abstract
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自清洁仿生表面的湿润性及其制备的进展[J]. 路晓,管自生. 材料导报. 2006(06)
[2]激光冲击处理的残余应力场形成机理及影响因素分析[J]. 倪敏雄,周建忠,杨超君,刘会霞,杜建钧,张兴权. 应用激光. 2006(02)
[3]贝壳珍珠层生物矿化及其对仿生材料的启示[J]. 张学骜,王建方,吴文健,刘长利. 无机材料学报. 2006(02)
[4]轧辊表面激光雕刻仿生非光滑形态耐磨性研究[J]. 齐彦昌,马成勇,彭云,田志凌,华一新. 应用激光. 2006(01)
[5]激光熔覆金属陶瓷涂层开裂的机理及防止措施[J]. 赵亚凡,陈传忠. 激光技术. 2006(01)
[6]基于“荷花效应”的MEMS功能表面仿生技术[J]. 范细秋,张鸿海,贾可,刘胜. 武汉理工大学学报. 2005(10)
[7]生物非光滑耐磨表面仿生应用研究展望[J]. 任露泉,杨卓娟,韩志武. 农业机械学报. 2005(07)
[8]典型生物非光滑理论及其仿生应用[J]. 王淑杰,任露泉,韩志武,邱兆美. 农机化研究. 2005(01)
[9]铁路列车制动盘常用材料的热疲劳性能研究[J]. 王文静,谢基龙,李强,韩建民. 机械工程材料. 2005(02)
[10]昆虫仿生[J]. 伍一军,陈瑞,李薇. 昆虫知识. 2005(01)
本文编号：3192265
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
提要
第一章 绪论
1.1 选题的意义
1.2 本文研究的目的及内容
第二章 文献综述
2.1 制动鼓的热疲劳失效
2.2 制动鼓材料的使用和研究现状
2.2.1 铸铁材料
2.2.2 铝基复合材料
2.3 材料抗热疲劳的表面处理工艺
2.4 仿生耦合抗热疲劳研究
2.4.1 仿生学概述
2.4.2 仿生耦合研究的背景
2.4.3 仿生耦合概念
2.4.4 生物耦合抗热疲劳现象
2.4.5 仿生耦合抗热疲劳模型
2.5 仿生耦合制备技术
2.5.1 仿生耦合制备的常用技术
2.5.2 激光仿生耦合制备技术
2.5.2.1 激光加工技术的优点及应用现状
2.5.2.2 研究中激光加工技术遇到的困难
第三章 试验方法
3.1 试样的化学成分及组织
3.2 试样的制备
3.3 热疲劳实验
3.4 观测仪器
第四章 激光参数对试样热疲劳性的影响
4.1 单元体横截面积大小对试样热疲劳性能的影响
4.1.1 不同横截面积单元体的截面图
4.1.2 热疲劳实验结果及分析
4.2 正交实验及分析
4.3 正交扩大实验及分析
第五章 预热和退火对单元体热疲劳抗性的影响
5.1 预热实验及分析
5.1.1 预热对单元体表面形貌的影响
5.1.2 预热对单元体组织的影响
5.2 退火实验及分析
5.2.1 退火前后单元体应力的变化
5.2.2 退火前后单元体的组织变化
5.3 热疲劳实验及分析
5.3.1 热疲劳实验结果
5.3.2 机理分析
5.3.2.1 预热增强机制
5.3.2.2 退火机制
5.3.2.3 仿生结构效应
第六章 结论
参考文献
摘要
Abstract
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自清洁仿生表面的湿润性及其制备的进展[J]. 路晓,管自生. 材料导报. 2006(06)
[2]激光冲击处理的残余应力场形成机理及影响因素分析[J]. 倪敏雄,周建忠,杨超君,刘会霞,杜建钧,张兴权. 应用激光. 2006(02)
[3]贝壳珍珠层生物矿化及其对仿生材料的启示[J]. 张学骜,王建方,吴文健,刘长利. 无机材料学报. 2006(02)
[4]轧辊表面激光雕刻仿生非光滑形态耐磨性研究[J]. 齐彦昌,马成勇,彭云,田志凌,华一新. 应用激光. 2006(01)
[5]激光熔覆金属陶瓷涂层开裂的机理及防止措施[J]. 赵亚凡,陈传忠. 激光技术. 2006(01)
[6]基于“荷花效应”的MEMS功能表面仿生技术[J]. 范细秋,张鸿海,贾可,刘胜. 武汉理工大学学报. 2005(10)
[7]生物非光滑耐磨表面仿生应用研究展望[J]. 任露泉,杨卓娟,韩志武. 农业机械学报. 2005(07)
[8]典型生物非光滑理论及其仿生应用[J]. 王淑杰,任露泉,韩志武,邱兆美. 农机化研究. 2005(01)
[9]铁路列车制动盘常用材料的热疲劳性能研究[J]. 王文静,谢基龙,李强,韩建民. 机械工程材料. 2005(02)
[10]昆虫仿生[J]. 伍一军,陈瑞,李薇. 昆虫知识. 2005(01)
本文编号：3192265
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