巴氏合金/FeSn 2 /钢体复合材料结合性能研究

发布时间：2023-08-20 10:27

　　油膜轴承作为多种行业的核心零部件,其质量对机械设备的安全运行有着决定性的作用;传统油膜轴承衬套的生产使用离心浇铸工艺将巴氏合金与表面镀锡的钢体结合,工艺复杂导致生产成本增大。随着焊接技术的发展,巴氏合金通过焊接技术可直接与钢体结合。因此,对焊接工艺下的巴氏合金与钢体结合机理的试验与理论研究具有重要的意义。本文的主要研究内容简述如下:首先,根据ISO 4386-2-2012标准,设计并制备了焊接工艺下轴瓦双金属结合强度试件,对试件进行SEM、EDS和XRD等试验。分析结合界面的微观组织金相、元素种类及其质量分布,得出巴氏合金焊接工艺下与钢体结合过程中,产生大约11.5μm的过渡层,该过渡层的主要元素是Sn、Fe、Sb。结合EDS和XRD试验结果,确认过渡层主要是化合物是FeSn₂和少量的SnSb,并测得巴氏合金与钢体结合界面的主要物质的晶胞参数,为后续使用分子动力学方法构建模型提供必要的晶胞参数。其次,基于上述测量的晶胞参数,使用Materials Studio建立三种不同中间层(过渡层)材料的模型,基于Newton-Raphson方法对已构建模型进行优化;分析模型...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题来源
    1.4 研究内容
    1.5 本章小结
第二章 巴氏合金/钢体焊接试件微观试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验材料制备
        2.2.1 试样要求
        2.2.2 试样制备
        2.2.3 试样强度检测试验
    2.3 巴氏合金/钢体结合界面组织金相观察试验
        2.3.1 试验过程及试验设备
        2.3.2 试验结果与分析
    2.4 巴氏合金/钢体结合界面SEM和EDS试验
        2.4.1 结合界面SEM试验
        2.4.2 结合界面EDS试验
    2.5 巴氏合金/钢体结合界面XRD试验
        2.5.1 X射线衍射试验设备
        2.5.2 X射线衍射试验结果和分析
    2.6 本章小结
第三章 巴氏合金/FeSn₂/钢体复合材料分子动力学模拟
    3.1 引言
    3.2 构建复合材料分子模型
        3.2.1 建立ZChSnSb、FeSn₂、Sn和Steel分子模型
        3.2.2 构建、优化复合材料分子模型
        3.2.3 复合材料分子模型动力学模拟
    3.3 复合材料界面结合能计算
        3.3.1 三层复合材料界面结合能计算公式推导
        3.3.2 不同中间层复合材料界面结合能计算
        3.3.3 不同温度下复合材料界面结合能计算
        3.3.4 不同中间层厚度复合材料界面结合能计算
    3.4 本章小结
第四章 巴氏合金/FeSn₂/钢体界面端应力场研究
    4.1 引言
    4.2 巴氏合金/FeSn₂/钢体界面端奇异应力场计算
        4.2.1 Dundurs参数及其取值范围
        4.2.2 两层复合材料界面端奇异应力场推导
        4.2.3 两层复合材料界面端奇异应力场参数计算
        4.2.4 界面端奇异应力场计算
    4.3 不同钢体材料分子动力学模拟
        4.3.1 构建不同钢体复合材料模型
        4.3.2 不同钢体复合材料分子动力学模拟
        4.3.3 不同钢体复合材料界面结合能计算
    4.4 不同钢基体试件的试验研究
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参与的工程项目及发表的学术论文



本文编号：3843039