超声滚压表层晶粒细化机理及性能研究

发布时间：2024-02-14 14:53

　　超声滚压过程中,已加工表面会形成一层区别于基体材料的细晶结构层,该细晶结构层中的晶粒尺寸明显小于基体材料的晶粒尺寸。细晶结构层的形成不仅影响材料的表面粗糙度、硬度,也会对材料的耐磨性及耐腐蚀性产生重要影响。与传统表面加工技术不同,超声滚压加工综合了普通滚压和超声冲击技术的优点,使得材料表层在压实的同时进行了表面平整。此过程中复杂的应力状态及强烈塑性变形的共同作用,使材料表层位错与晶体运动频繁,在加工表面形成与基体不同的细晶结构层。该层的微观组织结构直接影响材料服役性能。论文以高强度铝合金7075为研究材料,借助超声滚压实验与MATLAB模拟计算,通过研究不同参数下,材料表层晶粒尺寸的变化规律,重点分析了超声滚压参数对材料表层晶粒细化的影响程度,并对其超声滚压加工后的材料表面形成特征、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行了实验研究。首先,基于超声滚压加工过程,分析了超声滚压参数对表层晶粒细化的影响程度。根据超声滚压力学作用特性,通过对不同参数下动态冲击力的检测结果,进行数据拟合并建立了冲击力力学模型;基于boussinesq求解方法,将作用在材料表面的均布载荷简化为集中力,进而求得了材料表层应力...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1零件的磨损失效

因此，金属材料的表面及表层微观结构与金属材料的工作环境密切相关。(a)轴承疲劳磨损(b)轴瓦腐蚀磨损图1.1零件的磨损失效对于典型的多晶体金属材料，改善材料表面的性能，首先要提高材料的表层力学性能。据研究，材料硬度Hv（或强度）与晶粒尺寸d的之间存在Hall-Pet....

图1.2显微硬度与晶粒尺寸关系示意图

化之后对其摩擦磨损、腐蚀等服役性能的影响，具有一定的理论意义价值。材料表层晶粒细化的研究现状金属材料表面在晶粒细化之后，其表面性能得到巨大提升，因此，通作用使得材料表面形成一层致密的细晶结构层已然成为现在表面强青睐的技术。材料表层晶粒细化的加工方法金属零件表面形成细晶结构层的方....

图1.3塑性变形区晶粒细化过程

图1.48次SPB处理后纯铜样最表面的HRTEMX像[21]2,23]等通过表面机械研磨处理对AZ91D镁合金进行了EM对细晶结构层的微观结构进行了表征。研究发现样品表层形成了约80μm的变形层，并且变形层呈梯增加，晶粒尺寸逐渐增大，表层晶粒尺寸最小可达....

图1.48次SPB处理后纯铜样最表面的HRTEMX像

图1.48次SPB处理后纯铜样最表面的HRTEMX像[21]韩宝军[22,23]等通过表面机械研磨处理对AZ91D镁合金进行了表面处理，并采用XRD、TEM对细晶结构层的微观结构进行了表征。研究发现：在机械研磨60min之后，样品表层形成了约80μm的....

本文编号：3898222