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仿生耦合增强单元体对灰铸铁抗热疲劳性能的影响

发布时间:2016-12-15 08:25

  本文关键词:激光仿生耦合处理铸铁材料的抗热疲劳性能研究,由笔耕文化传播整理发布。


《吉林大学》 2009年

仿生耦合增强单元体对灰铸铁抗热疲劳性能的影响

陈维维  

【摘要】: 根据生物耦合现象及仿生耦合理论来创建仿生耦合抗疲劳模型,利用激光在灰铸铁表面模仿生物体表形态加工仿生耦合单元体,并使仿生耦合单元体按生物体表的规律组合,与灰铸铁表面形成类似生物体表形态的表面,,实现提高灰铸铁的抗热疲劳性能的目的。本文采用激光合金化和激光熔覆技术进一步增强仿生耦合单元体,重点研究了激光合金化预置合金粉末涂层厚度,激光熔覆自熔合金粉末填充槽尺寸,以及单元体区域的合金元素分布、相组成和显微组织特性;研究了不同合金成分、不同自熔合金种类对仿生耦合灰铸铁抗热疲劳性能的影响规律。 研究发现,激光合金化和激光熔覆制备的增强仿生耦合单元体组织较基体组织明显改变,分布于仿生耦合处理表面的增强单元体不仅能提高热疲劳裂纹萌生抗力,而且有效抵御了热疲劳裂纹的扩展,显著提高了铸铁的抗热疲劳性能;不同合金成分(25Ni75Cr、50Ni50Cr、75Ni25Cr)仿生耦合单元体对灰铸铁抗热疲劳性能的影响不同;不同自熔合金种类(Fe30A、Ni45、Co50)仿生耦合处理表面对抗热疲劳性能不同。

【关键词】:
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG143.2
【目录】:

  • 提要4-8
  • 第一章 绪论8-31
  • 1.1 选题的目的及意义8-9
  • 1.2 文献综述9-29
  • 1.2.1 金属材料的热疲劳9-12
  • 1.2.1.1 热疲劳的研究发展9-10
  • 1.2.1.2 热疲劳影响因素10-12
  • 1.2.2 制动鼓的研究现状12-17
  • 1.2.2.1 制动鼓的热疲劳失效机理研究12-14
  • 1.2.2.2 制动鼓材料的应用研究14-15
  • 1.2.2.3 制动鼓的表面处理方法研究15-17
  • 1.2.3 生物耦合现象17-20
  • 1.2.4 仿生耦合理论20-21
  • 1.2.5 激光表面改性技术21-29
  • 1.2.5.1 激光相变硬化21-22
  • 1.2.5.2 激光熔凝22-23
  • 1.2.5.3 激光合金化23-27
  • 1.2.5.4 激光熔覆27-29
  • 1.3 本文研究的主要内容29-31
  • 第二章 实验方法31-37
  • 2.1 试验材料31-32
  • 2.1.1 基体材料31
  • 2.1.2 涂层材料31-32
  • 2.2 试样制备32-34
  • 2.3 检测34-35
  • 2.4 热疲劳试验35-37
  • 第三章 激光合金化增强单元体对仿生耦合试样抗热疲劳性能的影响37-51
  • 3.1 预置合金涂层厚度的优化37-43
  • 3.1.1 合金化区域截面形貌37-38
  • 3.1.2 回归抛物线方程的建立38-39
  • 3.1.3 理论与实际W_(Cr)% 的比较39-41
  • 3.1.4 热疲劳试验结果41-43
  • 3.2 合金粉末成分对抗热疲劳性能的影响43-51
  • 3.2.1 单元体合金元素分布43-44
  • 3.2.2 仿生耦合单元体的显微组织44-47
  • 3.2.3 热疲劳试验结果47-48
  • 3.2.4 机理分析48-51
  • 第四章 激光熔覆增强单元体对仿生耦合试样抗热疲劳性能的影响51-63
  • 4.1 填充槽尺寸优化51-54
  • 4.1.1 冶金结合效果51-52
  • 4.1.2 表面粗糙度52-53
  • 4.1.3 稀释率53-54
  • 4.2 自熔合金种类对试样抗热疲劳性能的影响54-63
  • 4.2.1 仿生耦合单元体熔覆区的显微组织55-57
  • 4.2.2 仿生耦合单元体横截面硬度分布57-58
  • 4.2.3 热疲劳试验结果58-61
  • 4.2.4 热疲劳试验结果分析61-63
  • 第五章 结论63-65
  • 参考文献65-69
  • 摘要69-71
  • Abstract71-74
  • 致谢74
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