ZK60镁合金表面滚压强化研究
发布时间：2021-05-10 03:34
本文以镁合金ZK60为研究对象,通过研究滚压工艺参数对ZK60镁合金试件表面完整性和显微组织的影响,提出了镁合金ZK60滚压强化合理工艺参数;通过滚压对镁合金ZK60试件机械性能、摩擦磨损特性、疲劳特性的研究,阐述了镁合金ZK60滚压强化机理,揭示了滚压参数对强化效果的影响规律。研究滚压工艺参数对ZK60镁合金试件表面完整性和显微组织的影响,结果表明,在试验参数取值范围内,随着滚压力、重复滚压次数的增大以及滚压速度和进给量的减小,表面粗糙度减小,表层显微硬度、残余压应力值和强化层深度均增大。其中,滚压力影响程度最大,其次是重复滚压次数,滚压速度和进给量的影响程度相对较小。表面残余压应力绝对值最大可达102.6MPa,随着表层深度的增加,残余压应力绝对值呈现出先增大后减小再增大的趋势;随表层深度的增加,显微硬度值先增大后减小至基体材料硬度,最大可达105.8120HV0.25;表面粗糙度Ra由滚压处理前的1.14μm降至0.05μm左右。滚压处理后,ZK60镁合金未发生相变,表层粗大晶粒发生破碎、细化,晶粒呈不规则形状分布,晶界发生扭曲变形,晶体发生滑移,位错密度增...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 镁合金疲劳性能研究现状
1.2.1 镁合金的疲劳性能
1.2.2 镁合金抗疲劳性能研究现状
1.3 表面滚压强化工艺发展概况
1.3.1 表面滚压强化工艺概述
1.3.2 滚压工艺参数优化
1.3.3 滚压强化机理研究
1.4 存在问题及主要研究内容
1.4.1 存在的问题
1.4.2 主要研究内容
第二章 试验材料、方法及设备
2.1 试验研究路线
2.2 试验材料及试件制备
2.3 表面滚压强化试验参数
2.4 表面滚压强化装置
2.5 表面完整性和组织形貌测量方法及设备
2.5.1 表面粗糙度测量
2.5.2 表面三维形貌测量
2.5.3 残余应力测量
2.5.4 显微硬度测量
2.5.5 金相组织观察
2.5.6 SEM和断口形貌观察
2.6 本章小结
第三章 ZK60镁合金滚压强化表面完整性及显微组织研究
3.1 表面滚压处理对表面完整性的影响
3.1.1 表面滚压对残余应力的影响
3.1.2 滚压对表层显微硬度的影响
3.1.3 滚压对表面粗糙度的影响
3.1.4 滚压对表面三维形貌及表面轮廓的影响
3.2 表面滚压对显微组织的影响
3.2.1 滚压对表层材料成分的影响
3.2.2 滚压对表层组织形貌的影响
3.3 本章小结
第四章 表面滚压对ZK60镁合金耐磨性能的影响
4.1 表面滚压对磨损量的影响
4.2 表面滚压对摩擦系数的影响
4.3 滚压强化的摩擦磨损机理研究
4.4 本章小结
第五章 表面滚压对ZK60镁合金拉伸和疲劳性能的影响
5.1 表面滚压处理对拉伸性能的影响
5.1.1 表面滚压后拉伸性能的变化
5.1.2 拉伸断口形貌分析
5.2 表面滚压处理对疲劳性能的影响
5.2.1 表面滚压对疲劳寿命的影响
5.2.2 疲劳断口和疲劳断裂行为分析
5.2.3 滚压强化的抗疲劳机理分析
5.3 表面滚压强化的机理研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 主要创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚压强化技术及在航空领域研究应用进展[J]. 王燕礼,朱有利,杨嘉勤. 航空制造技术. 2018(05)
[2]超声滚压强化7075铝合金工件表面性能的研究[J]. 叶寒,赖刘生,李骏,刘森忠,熊晖. 表面技术. 2018(02)
[3]变形镁合金疲劳行为的研究现状[J]. 宋晓村,赵东清,周吉学,杨院生. 机械工程材料. 2017(12)
[4]表面机械滚压对Zr-4合金组织和力学性能的影响[J]. 辛超,徐巍,孙巧艳,肖林,孙军. 稀有金属材料与工程. 2017(07)
[5]钛合金TC4低塑性滚压表面完整性的实验研究[J]. 杨东,刘战强,贺蒙,庞继有,叶洪涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J]. 刘战强,贺蒙,赵建. 中国机械工程. 2015(03)
[7]表面滚压强化技术研究与应用进展[J]. 何嘉武,马世宁,巴德玛. 装甲兵工程学院学报. 2013(03)
[8]激光冲击强化技术的理论模型及参数优化研究[J]. 邹超荣,吴九汇,何卫锋,程礼. 西安交通大学学报. 2013(01)
[9]高性能渗氮钢微动磨损性能研究[J]. 屈盛官,王光宏,李文龙,李小强,杨卯生. 摩擦学学报. 2012(05)
[10]表面滚压对LZ50车轴钢疲劳短裂纹行为的影响[J]. 杨冰,赵永翔. 金属学报. 2012(08)
博士论文
[1]高温合金GH4169的切削加工性评价方法和本构模型研究[D]. 王相宇.山东大学 2016
[2]AZ31B镁合金塑性变形行为的相关基础研究[D]. 张真.中南大学 2011
[3]ZK60和GW103K镁合金高周疲劳行为及其喷丸强化研究[D]. 刘文才.上海交通大学 2011
[4]超声表面滚压加工改善40Cr钢综合性能研究[D]. 王婷.天津大学 2009
硕士论文
[1]梯度纳米化镁合金表面强化机制及疲劳失效机理研究[D]. 张艳君.吉林大学 2018
[2]表面机械研磨处理AZ31镁合金显微组织和力学性能研究[D]. 金斌.南昌大学 2015
本文编号：3178595
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 镁合金疲劳性能研究现状
1.2.1 镁合金的疲劳性能
1.2.2 镁合金抗疲劳性能研究现状
1.3 表面滚压强化工艺发展概况
1.3.1 表面滚压强化工艺概述
1.3.2 滚压工艺参数优化
1.3.3 滚压强化机理研究
1.4 存在问题及主要研究内容
1.4.1 存在的问题
1.4.2 主要研究内容
第二章 试验材料、方法及设备
2.1 试验研究路线
2.2 试验材料及试件制备
2.3 表面滚压强化试验参数
2.4 表面滚压强化装置
2.5 表面完整性和组织形貌测量方法及设备
2.5.1 表面粗糙度测量
2.5.2 表面三维形貌测量
2.5.3 残余应力测量
2.5.4 显微硬度测量
2.5.5 金相组织观察
2.5.6 SEM和断口形貌观察
2.6 本章小结
第三章 ZK60镁合金滚压强化表面完整性及显微组织研究
3.1 表面滚压处理对表面完整性的影响
3.1.1 表面滚压对残余应力的影响
3.1.2 滚压对表层显微硬度的影响
3.1.3 滚压对表面粗糙度的影响
3.1.4 滚压对表面三维形貌及表面轮廓的影响
3.2 表面滚压对显微组织的影响
3.2.1 滚压对表层材料成分的影响
3.2.2 滚压对表层组织形貌的影响
3.3 本章小结
第四章 表面滚压对ZK60镁合金耐磨性能的影响
4.1 表面滚压对磨损量的影响
4.2 表面滚压对摩擦系数的影响
4.3 滚压强化的摩擦磨损机理研究
4.4 本章小结
第五章 表面滚压对ZK60镁合金拉伸和疲劳性能的影响
5.1 表面滚压处理对拉伸性能的影响
5.1.1 表面滚压后拉伸性能的变化
5.1.2 拉伸断口形貌分析
5.2 表面滚压处理对疲劳性能的影响
5.2.1 表面滚压对疲劳寿命的影响
5.2.2 疲劳断口和疲劳断裂行为分析
5.2.3 滚压强化的抗疲劳机理分析
5.3 表面滚压强化的机理研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 主要创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚压强化技术及在航空领域研究应用进展[J]. 王燕礼,朱有利,杨嘉勤. 航空制造技术. 2018(05)
[2]超声滚压强化7075铝合金工件表面性能的研究[J]. 叶寒,赖刘生,李骏,刘森忠,熊晖. 表面技术. 2018(02)
[3]变形镁合金疲劳行为的研究现状[J]. 宋晓村,赵东清,周吉学,杨院生. 机械工程材料. 2017(12)
[4]表面机械滚压对Zr-4合金组织和力学性能的影响[J]. 辛超,徐巍,孙巧艳,肖林,孙军. 稀有金属材料与工程. 2017(07)
[5]钛合金TC4低塑性滚压表面完整性的实验研究[J]. 杨东,刘战强,贺蒙,庞继有,叶洪涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J]. 刘战强,贺蒙,赵建. 中国机械工程. 2015(03)
[7]表面滚压强化技术研究与应用进展[J]. 何嘉武,马世宁,巴德玛. 装甲兵工程学院学报. 2013(03)
[8]激光冲击强化技术的理论模型及参数优化研究[J]. 邹超荣,吴九汇,何卫锋,程礼. 西安交通大学学报. 2013(01)
[9]高性能渗氮钢微动磨损性能研究[J]. 屈盛官,王光宏,李文龙,李小强,杨卯生. 摩擦学学报. 2012(05)
[10]表面滚压对LZ50车轴钢疲劳短裂纹行为的影响[J]. 杨冰,赵永翔. 金属学报. 2012(08)
博士论文
[1]高温合金GH4169的切削加工性评价方法和本构模型研究[D]. 王相宇.山东大学 2016
[2]AZ31B镁合金塑性变形行为的相关基础研究[D]. 张真.中南大学 2011
[3]ZK60和GW103K镁合金高周疲劳行为及其喷丸强化研究[D]. 刘文才.上海交通大学 2011
[4]超声表面滚压加工改善40Cr钢综合性能研究[D]. 王婷.天津大学 2009
硕士论文
[1]梯度纳米化镁合金表面强化机制及疲劳失效机理研究[D]. 张艳君.吉林大学 2018
[2]表面机械研磨处理AZ31镁合金显微组织和力学性能研究[D]. 金斌.南昌大学 2015
本文编号：3178595
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