钛合金Ti13Nb13Zr激光冲击微造型减摩抗磨机理研究
发布时间：2021-02-17 13:03
钛合金Ti13Nb13Zr是应用广泛的医用金属材料,但是耐磨性较差,激光冲击微造型技术能够改善钛合金表面摩擦性能。本文以Ti13Nb13Zr为研究对象,研究激光冲击微造型技术改善钛合金表面摩擦磨损性能机理。内容如下:（1）进行初始阶段摩擦系数阶段划分,研究激光冲击微造型对摩擦系数变化的影响。结果显示:在初始摩擦过程三个阶段中,影响摩擦系数的因素不同,第Ⅰ阶段为微凸体的磨合作用,第Ⅱ阶段为微凹坑收纳磨屑的作用,第Ⅲ阶段为微凹坑的磨损和“二次微凹坑作用”。这些因素不一定只在某一阶段内发挥作用,有的伴随着整个摩擦磨损过程,如第Ⅲ阶段中的“二次微凹坑作用”,从摩擦开始直到强化层被完全磨损为止。（2）研究激光冲击工艺参数对初始摩擦过程中各阶段摩擦系数的影响。结果显示:激光能量对第Ⅰ和Ⅱ阶段摩擦系数影响较大,激光能量不同引起微凹坑的体积发生变化,收纳磨屑的体积发生变化;凹坑间距对第Ⅲ阶段摩擦系数的影响较大,凹坑间距的不同,在相同的微造型区域内微凹坑的数量不同,造成“二次微凹坑作用”存在区别;凹坑位错对第Ⅱ阶段摩擦系数的影响较大,凹坑位错的不同导致磨屑进入微凹坑的途径不同,最终摩擦系数发生变化。（3...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面改性技术
1.2.2 表面微造型技术研究现状
1.2.3 激光冲击微造型技术
1.3 研究内容与方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究思路
1.3.3 技术路线
第2章 激光冲击微造型对钛合金表面初始摩擦过程摩擦系数的影响
2.1激光冲击微造型与摩擦磨损实验
2.1.1 试样准备
2.1.2 激光冲击微造型实验
2.1.3 摩擦磨损实验
2.2 摩擦系数变化过程中摩擦系数的阶段划分
2.3 激光冲击微造型与未处理试样初始阶段摩擦系数的研究
2.4 激光冲击微造型工艺参数对摩擦系数各摩擦阶段变化的影响
2.4.1 激光能量
2.4.2 凹坑间距
2.4.3 凹坑位错
2.5 摩擦磨损工况对摩擦系数各摩擦阶段变化的影响
2.5.1 载荷
2.5.2 转速
2.6 小结
第3章 激光冲击微造型钛合金减摩机理研究
3.1 微造型与未造型试样稳定摩擦系数的研究
3.2 激光冲击工艺参数对稳定过程摩擦系数的影响
3.2.1 激光能量
3.2.2 凹坑间距
3.2.3 凹坑位错
3.3 工况对稳定摩擦过程平均摩擦系数的影响
3.3.1 载荷
3.3.2 转速
3.4 激光冲击微造型减摩机理分析
3.4.1 摩擦磨损数值模拟
3.4.2 应力场分布对减摩性能的影响
3.4.3 温度场分布对减摩性能的影响
3.5 小结
第4章 激光冲击微造型钛合金抗磨机理研究
4.1 激光冲击微造型试样表面微观组织分析
4.1.1 试样准备
4.1.2 微观组织
4.1.3 钛合金微观组织的演变及强化
4.2 摩擦系数改变对磨损量的变化关系
4.3 抗磨机理研究
4.3.1 硬度对抗磨性的影响
4.3.2 残余应力对抗磨性的影响
4.3.3 应力分布对抗磨性的影响
4.3.4 温度对抗磨性的影响
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击强化对AZ91D镁合金力学性能的试验研究[J]. 杨亚鹏,陈晓晓,张亚,张文武. 应用激光. 2018(05)
[2]激光冲击强化H62黄铜摩擦磨损性能研究[J]. 段海峰,罗开玉,鲁金忠. 光学学报. 2018(10)
[3]激光冲击改善W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢刀具材料耐磨性的研究[J]. 吴健,周建忠,孟宪凯. 表面技术. 2018(03)
[4]激光冲击强化6061铝合金的耐磨性能及电化学性能[J]. 宁成义,黄亿辉,张广义,张文武. 激光与光电子学进展. 2018(06)
[5]激光冲击强化技术原理及研究发展[J]. 李松夏,乔红超,赵吉宾,陆莹. 光电工程. 2017(06)
[6]激光冲击强化对7075铝合金干摩擦特性的实验研究[J]. 王浩,宁成义,黄亿辉,陈晓晓,田传鑫,张文武. 应用激光. 2017(02)
[7]激光表面织构对45钢干摩擦性能的影响[J]. 常秋英,齐烨,王斌,乔姣飞. 机械工程学报. 2017(03)
[8]医用钛合金的研究与应用[J]. 李璐伶. 当代化工研究. 2016(09)
[9]不同温度对TC4-DT钛合金摩擦磨损性能的影响[J]. 陆海峰,缪强,梁文萍,任蓓蕾,王昉. 南京航空航天大学学报. 2016(01)
[10]激光冲击强化AZ31镁合金摩擦磨损性能的研究[J]. 何换菊,张凌峰,杨根妹,吕阳阳. 中国激光. 2015(09)
博士论文
[1]激光喷丸强化铝合金的疲劳裂纹扩展特性及延寿机理研究[D]. 黄舒.江苏大学 2012
[2]激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D]. 鲁金忠.江苏大学 2010
硕士论文
[1]激光冲击微造型改善钛合金表面摩擦性能机理研究[D]. 崔鹏飞.江苏科技大学 2018
[2]激光微造型球墨铸铁表面干摩擦性能研究[D]. 王建军.江苏大学 2017
[3]激光冲击强化TC11钛合金高温摩擦磨损性能研究[D]. 杨进德.江苏大学 2017
[4]激光冲击微造型提高医用钛合金Ti13Nb13Zr耐磨性能研究[D]. 郭二彬.江苏科技大学 2017
[5]压铸镁合金双面激光冲击强化残余应力和拉伸性能研究[D]. 王长雨.江苏大学 2016
[6]激光喷丸强化医用Ti6Al4V合金抗生物腐蚀及腐蚀磨损性能研究[D]. 穆丹.江苏大学 2016
[7]医用钛合金Ti13Nb13Zr表面改性层制备及其性能研究[D]. 田伟红.太原理工大学 2015
[8]摩擦信号与磨损磨粒的分形混沌特性及相关性研究[D]. 李岩.中国矿业大学 2015
[9]304不锈钢激光表面微造型与其摩擦磨损性能研究[D]. 靳广林.上海交通大学 2015
[10]碳离子注入Ti-6Al-4V和TAMZ合金的耐蚀及耐磨行为研究[D]. 杨慧.大连海事大学 2012
本文编号：3038023
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面改性技术
1.2.2 表面微造型技术研究现状
1.2.3 激光冲击微造型技术
1.3 研究内容与方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究思路
1.3.3 技术路线
第2章 激光冲击微造型对钛合金表面初始摩擦过程摩擦系数的影响
2.1激光冲击微造型与摩擦磨损实验
2.1.1 试样准备
2.1.2 激光冲击微造型实验
2.1.3 摩擦磨损实验
2.2 摩擦系数变化过程中摩擦系数的阶段划分
2.3 激光冲击微造型与未处理试样初始阶段摩擦系数的研究
2.4 激光冲击微造型工艺参数对摩擦系数各摩擦阶段变化的影响
2.4.1 激光能量
2.4.2 凹坑间距
2.4.3 凹坑位错
2.5 摩擦磨损工况对摩擦系数各摩擦阶段变化的影响
2.5.1 载荷
2.5.2 转速
2.6 小结
第3章 激光冲击微造型钛合金减摩机理研究
3.1 微造型与未造型试样稳定摩擦系数的研究
3.2 激光冲击工艺参数对稳定过程摩擦系数的影响
3.2.1 激光能量
3.2.2 凹坑间距
3.2.3 凹坑位错
3.3 工况对稳定摩擦过程平均摩擦系数的影响
3.3.1 载荷
3.3.2 转速
3.4 激光冲击微造型减摩机理分析
3.4.1 摩擦磨损数值模拟
3.4.2 应力场分布对减摩性能的影响
3.4.3 温度场分布对减摩性能的影响
3.5 小结
第4章 激光冲击微造型钛合金抗磨机理研究
4.1 激光冲击微造型试样表面微观组织分析
4.1.1 试样准备
4.1.2 微观组织
4.1.3 钛合金微观组织的演变及强化
4.2 摩擦系数改变对磨损量的变化关系
4.3 抗磨机理研究
4.3.1 硬度对抗磨性的影响
4.3.2 残余应力对抗磨性的影响
4.3.3 应力分布对抗磨性的影响
4.3.4 温度对抗磨性的影响
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光冲击强化对AZ91D镁合金力学性能的试验研究[J]. 杨亚鹏,陈晓晓,张亚,张文武. 应用激光. 2018(05)
[2]激光冲击强化H62黄铜摩擦磨损性能研究[J]. 段海峰,罗开玉,鲁金忠. 光学学报. 2018(10)
[3]激光冲击改善W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢刀具材料耐磨性的研究[J]. 吴健,周建忠,孟宪凯. 表面技术. 2018(03)
[4]激光冲击强化6061铝合金的耐磨性能及电化学性能[J]. 宁成义,黄亿辉,张广义,张文武. 激光与光电子学进展. 2018(06)
[5]激光冲击强化技术原理及研究发展[J]. 李松夏,乔红超,赵吉宾,陆莹. 光电工程. 2017(06)
[6]激光冲击强化对7075铝合金干摩擦特性的实验研究[J]. 王浩,宁成义,黄亿辉,陈晓晓,田传鑫,张文武. 应用激光. 2017(02)
[7]激光表面织构对45钢干摩擦性能的影响[J]. 常秋英,齐烨,王斌,乔姣飞. 机械工程学报. 2017(03)
[8]医用钛合金的研究与应用[J]. 李璐伶. 当代化工研究. 2016(09)
[9]不同温度对TC4-DT钛合金摩擦磨损性能的影响[J]. 陆海峰,缪强,梁文萍,任蓓蕾,王昉. 南京航空航天大学学报. 2016(01)
[10]激光冲击强化AZ31镁合金摩擦磨损性能的研究[J]. 何换菊,张凌峰,杨根妹,吕阳阳. 中国激光. 2015(09)
博士论文
[1]激光喷丸强化铝合金的疲劳裂纹扩展特性及延寿机理研究[D]. 黄舒.江苏大学 2012
[2]激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D]. 鲁金忠.江苏大学 2010
硕士论文
[1]激光冲击微造型改善钛合金表面摩擦性能机理研究[D]. 崔鹏飞.江苏科技大学 2018
[2]激光微造型球墨铸铁表面干摩擦性能研究[D]. 王建军.江苏大学 2017
[3]激光冲击强化TC11钛合金高温摩擦磨损性能研究[D]. 杨进德.江苏大学 2017
[4]激光冲击微造型提高医用钛合金Ti13Nb13Zr耐磨性能研究[D]. 郭二彬.江苏科技大学 2017
[5]压铸镁合金双面激光冲击强化残余应力和拉伸性能研究[D]. 王长雨.江苏大学 2016
[6]激光喷丸强化医用Ti6Al4V合金抗生物腐蚀及腐蚀磨损性能研究[D]. 穆丹.江苏大学 2016
[7]医用钛合金Ti13Nb13Zr表面改性层制备及其性能研究[D]. 田伟红.太原理工大学 2015
[8]摩擦信号与磨损磨粒的分形混沌特性及相关性研究[D]. 李岩.中国矿业大学 2015
[9]304不锈钢激光表面微造型与其摩擦磨损性能研究[D]. 靳广林.上海交通大学 2015
[10]碳离子注入Ti-6Al-4V和TAMZ合金的耐蚀及耐磨行为研究[D]. 杨慧.大连海事大学 2012
本文编号：3038023
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