不同硬度匹配的马氏体耐热钢耐磨性能研究
发布时间：2021-01-19 03:10
控制棒驱动机构是反应堆本体中重要的运动部件,其结构可靠性直接关系到反应堆启动、功率调节、功率维持、正常停堆及事故工况下的安全停堆。滚轮与丝杠是机构中关键的传动机械部件,其啮合传动部分承受磨损损耗。为了满足驱动机构整体长寿命高可靠性的需求,钢研总院自主研发新型高强高韧马氏体不锈钢1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN和1Cr16Ni4Mo2N加入到驱动机构的选材中。同时对于驱动机构不同材料之间耐磨性能的研究需要进一步深入,旨在提高机构整体寿命。本文主要对 95Cr18,1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN（滚轮）与 1Cr16Ni4Mo2N（丝杠）三种材料热处理后的耐磨性能进行了研究。一方面通过金相组织观察、力学性能检测以及扫描电子显微镜（SEM）等手段对材料淬火态、深冷态和回火态试样进行分析。另一方面通过Amsler型（MM200）摩擦磨损设备和HTMS测控系统对三种试样的圆周进行水润滑滚动试验和干摩擦滚动试验。磨损测试后,再使用体式光学显微镜,三维光干涉形貌仪和扫描电子显微镜（SEM）对磨损后试样进行分析。结果表明:试验钢在滚动对磨实验中主要磨损形式有三种,分别是轻微粘着磨损、磨粒磨损...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚轮与丝杠的啮合关系[12]
内蒙古科技大学硕士学位论文-2-1.2驱动机构主要磨损形式与耐磨性1.2.1材料主要磨损形式与机理驱动机构活动组件钢球、挡块、滚轮和丝杠在进行传动的过程中的磨损形式属于伴随着滑动的滚动摩擦，因此典型的磨损形式包括粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损[14]。图1.2是三种典型的磨损形貌[14]。如图1.2（a）为典型粘着磨损（涂抹），表面局部生热变粗糙，表面被擦伤并伴随着材料掉落，进一步发展为犁沟。图1.2（b）为磨粒磨损，有大量未掉落磨粒分布在表面，使得表面受到各个角度不同程度的磨粒磨损，受损严重。图1.2（c）是疲劳磨损的形貌，在载荷作用下，接触表面下切应力最大处形成裂纹，表层金属呈片状剥落，同时形成剥落坑。粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损是材料磨损一步步加剧的表现。图1.2三种典型的磨损表面[14]（a）粘着磨损（b）磨粒磨损（c）疲劳磨损摩擦磨损是材料较复杂的损伤过程，可分为3个阶段[3]：Ⅰ（跑合磨损）、Ⅱ（稳定磨损）和III（剧烈磨损）。典型的磨损曲线如图1.3所示。（1）第Ⅰ阶段：表面磨损轻微，跑合是正常运行前必须经历的阶段。（2）第Ⅱ阶段：磨损率低，摩擦系数稳定。
内蒙古科技大学硕士学位论文-3-（3）第III阶段：表面粗糙度增加，温度迅速上升，产生噪声和振动，磨损速度急剧增长。图1.3典型磨损曲线当CRDM工作时，磨损量与周期的线性关系可表示为：W=vs（式1.1）式中：v-磨损速度（μm/h），s-滚轮磨损时间（h）根据滚轮丝杠螺旋副的传动特点，第Ⅰ阶段和第III阶段周期均较短。若忽略第Ⅰ和III阶段的情况下，滚轮和丝杠的磨损是一个均匀磨损过程，如图1.4所示。磨损量按公式1呈线性增长。图1.4忽略跑合与剧烈磨损后的磨损曲线各类磨损中主要磨损机制有差异，CRDM机械结构的磨损机制可归纳为以下几种基本形式[15~18]：粘着磨损、磨料磨损和接触疲劳磨损，如表1.1。表1.1主要磨损形式及机理类型定义分类原理主要应用
【参考文献】：
期刊论文
[1]车削粗糙表面的特征解耦与形貌仿真[J]. 安琪,索双富,林福严,李永健,时剑文. 机械工程学报. 2019(23)
[2]堆内构件钴基耐磨堆焊缺陷分析与研究[J]. 蒋兴钧,王庆田,张宏亮,吴冰洁,饶琦琦. 电焊机. 2019(04)
[3]干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响[J]. 范梓良,梁国星,宋金鹏,韩阳,马红帅. 润滑与密封. 2018(10)
[4]贝氏体和马氏体耐磨钢的高温磨损性能对比研究[J]. 斯松华,胡德锐,钟尧舜,章杰. 材料保护. 2018(05)
[5]热处理对G95Cr18和G102Cr18Mo钢的组织和力学性能的影响[J]. 袁兆静. 上海金属. 2018(02)
[6]不同温湿度对高速列车车轮磨耗的影响分析[J]. 肖乾,方姣,杨逸航,昌超. 机械工程学报. 2018(04)
[7]磁场条件下钢轨材料的摩擦磨损性能试验研究[J]. 杨杰,刘志伟,刘雄,董霖. 润滑与密封. 2017(02)
[8]控制棒驱动机构传动件耐磨性研究[J]. 李维,杨方亮,杨晓晨,孙启航,张智峰,刘佳. 科技视界. 2016(12)
[9]二次固溶对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢组织及力学性能的影响[J]. 花小省,杨钢,王鲁,汪力. 金属热处理. 2016(03)
[10]等径角转角挤压处理GCr15钢摩擦磨损机制研究[J]. 王小飞. 汽车零部件. 2015(07)
博士论文
[1]直流磁场干摩擦的耦合作用机制研究[D]. 韩红彪.西北工业大学 2016
[2]表面织构与合金化改善密封材料摩擦学性能研究[D]. 万轶.南京理工大学 2008
[3]核反应堆用17-4PH不锈钢的性能研究[D]. 王均.四川大学 2007
硕士论文
[1]驱动机构用高强高韧马氏体不锈钢耐磨性能研究[D]. 张志锋.燕山大学 2018
[2]永磁体磁场条件下钢轨材料的摩擦磨损特性试验研究[D]. 杨杰.西华大学 2016
[3]高过载工况下滚珠丝杠副的失效分析与性能试验研究[D]. 徐令令.南京理工大学 2014
[4]9Cr18钢的冷处理组织演变与磁学性质研究[D]. 冯婧.河北科技大学 2012
[5]高炉气力输送管道磨损机理分析及耐磨处理技术研究[D]. 毕耀.武汉理工大学 2008
[6]低合金钢耐磨材料组织和性能的研究[D]. 刘荣.郑州大学 2006
[7]基于逆向工程学的仿生非光滑齿轮表面耐磨性的研究[D]. 许小侠.吉林大学 2004
本文编号：2986216
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚轮与丝杠的啮合关系[12]
内蒙古科技大学硕士学位论文-2-1.2驱动机构主要磨损形式与耐磨性1.2.1材料主要磨损形式与机理驱动机构活动组件钢球、挡块、滚轮和丝杠在进行传动的过程中的磨损形式属于伴随着滑动的滚动摩擦，因此典型的磨损形式包括粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损[14]。图1.2是三种典型的磨损形貌[14]。如图1.2（a）为典型粘着磨损（涂抹），表面局部生热变粗糙，表面被擦伤并伴随着材料掉落，进一步发展为犁沟。图1.2（b）为磨粒磨损，有大量未掉落磨粒分布在表面，使得表面受到各个角度不同程度的磨粒磨损，受损严重。图1.2（c）是疲劳磨损的形貌，在载荷作用下，接触表面下切应力最大处形成裂纹，表层金属呈片状剥落，同时形成剥落坑。粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损是材料磨损一步步加剧的表现。图1.2三种典型的磨损表面[14]（a）粘着磨损（b）磨粒磨损（c）疲劳磨损摩擦磨损是材料较复杂的损伤过程，可分为3个阶段[3]：Ⅰ（跑合磨损）、Ⅱ（稳定磨损）和III（剧烈磨损）。典型的磨损曲线如图1.3所示。（1）第Ⅰ阶段：表面磨损轻微，跑合是正常运行前必须经历的阶段。（2）第Ⅱ阶段：磨损率低，摩擦系数稳定。
内蒙古科技大学硕士学位论文-3-（3）第III阶段：表面粗糙度增加，温度迅速上升，产生噪声和振动，磨损速度急剧增长。图1.3典型磨损曲线当CRDM工作时，磨损量与周期的线性关系可表示为：W=vs（式1.1）式中：v-磨损速度（μm/h），s-滚轮磨损时间（h）根据滚轮丝杠螺旋副的传动特点，第Ⅰ阶段和第III阶段周期均较短。若忽略第Ⅰ和III阶段的情况下，滚轮和丝杠的磨损是一个均匀磨损过程，如图1.4所示。磨损量按公式1呈线性增长。图1.4忽略跑合与剧烈磨损后的磨损曲线各类磨损中主要磨损机制有差异，CRDM机械结构的磨损机制可归纳为以下几种基本形式[15~18]：粘着磨损、磨料磨损和接触疲劳磨损，如表1.1。表1.1主要磨损形式及机理类型定义分类原理主要应用
【参考文献】：
期刊论文
[1]车削粗糙表面的特征解耦与形貌仿真[J]. 安琪,索双富,林福严,李永健,时剑文. 机械工程学报. 2019(23)
[2]堆内构件钴基耐磨堆焊缺陷分析与研究[J]. 蒋兴钧,王庆田,张宏亮,吴冰洁,饶琦琦. 电焊机. 2019(04)
[3]干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响[J]. 范梓良,梁国星,宋金鹏,韩阳,马红帅. 润滑与密封. 2018(10)
[4]贝氏体和马氏体耐磨钢的高温磨损性能对比研究[J]. 斯松华,胡德锐,钟尧舜,章杰. 材料保护. 2018(05)
[5]热处理对G95Cr18和G102Cr18Mo钢的组织和力学性能的影响[J]. 袁兆静. 上海金属. 2018(02)
[6]不同温湿度对高速列车车轮磨耗的影响分析[J]. 肖乾,方姣,杨逸航,昌超. 机械工程学报. 2018(04)
[7]磁场条件下钢轨材料的摩擦磨损性能试验研究[J]. 杨杰,刘志伟,刘雄,董霖. 润滑与密封. 2017(02)
[8]控制棒驱动机构传动件耐磨性研究[J]. 李维,杨方亮,杨晓晨,孙启航,张智峰,刘佳. 科技视界. 2016(12)
[9]二次固溶对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN钢组织及力学性能的影响[J]. 花小省,杨钢,王鲁,汪力. 金属热处理. 2016(03)
[10]等径角转角挤压处理GCr15钢摩擦磨损机制研究[J]. 王小飞. 汽车零部件. 2015(07)
博士论文
[1]直流磁场干摩擦的耦合作用机制研究[D]. 韩红彪.西北工业大学 2016
[2]表面织构与合金化改善密封材料摩擦学性能研究[D]. 万轶.南京理工大学 2008
[3]核反应堆用17-4PH不锈钢的性能研究[D]. 王均.四川大学 2007
硕士论文
[1]驱动机构用高强高韧马氏体不锈钢耐磨性能研究[D]. 张志锋.燕山大学 2018
[2]永磁体磁场条件下钢轨材料的摩擦磨损特性试验研究[D]. 杨杰.西华大学 2016
[3]高过载工况下滚珠丝杠副的失效分析与性能试验研究[D]. 徐令令.南京理工大学 2014
[4]9Cr18钢的冷处理组织演变与磁学性质研究[D]. 冯婧.河北科技大学 2012
[5]高炉气力输送管道磨损机理分析及耐磨处理技术研究[D]. 毕耀.武汉理工大学 2008
[6]低合金钢耐磨材料组织和性能的研究[D]. 刘荣.郑州大学 2006
[7]基于逆向工程学的仿生非光滑齿轮表面耐磨性的研究[D]. 许小侠.吉林大学 2004
本文编号：2986216
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