Fe-Cr2Ni4合金表面强化及微观作用机理研究

发布时间：2024-03-02 14:14

　　本文针对典型重载齿轮Fe-Cr2Ni4合金材料,开展表面深层梯度强化研究,通过精确控制热处理工艺,利用淬火-碳再分配及析出相强化的方式增加强韧性,同时优化强韧性匹配,获得接触疲劳性能优异的梯度强化耐磨层。借助场发射扫描电子显微镜(SEM),电子背散射衍射(EBSD),场发射透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD)等测试手段,通过解析梯度强化层的微观组织、晶格结构、位错组态、相界演变等,探讨Fe-Cr2Ni4合金高强韧梯度耐磨层的强化机制。为进一步阐明抵抗接触疲劳磨损的梯度强化层微观组织对宏观性能的影响机制,本文借助Hypermesh/Abaqus等计算机辅助软件,基于高强韧梯度材料的真实组织,开展疲劳应力场模拟计算分析,以获取梯度强化层的应力场分布,进而阐明梯度强化层疲劳磨损的失效机制。同时,为了系统研究通过高碳势原子扩散获取深层强化层的微观作用机理,本文进一步结合第一原理计算和分子动力学模拟,研究单间隙碳原子在面心立方晶格中的固溶及迁移性质,探讨多间隙碳原子体系的空间分布规律及其对碳原子迁移扩散的影响,并从分子动力学角度论证多间隙原子体系的非均匀稳定性质。主要得出以下结论:对...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 重载齿轮梯度耐磨层的强化途经
    1.3 重载齿轮梯度耐磨层的疲劳磨损
    1.4 多尺度模拟计算在梯度耐磨层中的应用
    1.5 研究内容及意义
2 高强韧Fe-Cr2Ni4 耐磨层的组织与力学行为
    2.1 引言
    2.2 实验材料及方法
    2.3 梯度耐磨层淬火组织特征与力学性能
    2.4 梯度耐磨层低温回火组织演变与力学性能
    2.5 梯度耐磨层低温退火强韧化机制探讨
    2.6 本章小结
3 高强韧Fe-Cr2Ni4 耐磨层的接触疲劳损伤行为
    3.1 引言
    3.2 实验材料及方法
    3.3 不同深度梯度耐磨层的力学性能
    3.4 高强韧梯度耐磨层的疲劳磨损性能
    3.5 高强韧梯度耐磨层的疲劳磨损特征
    3.6 高强韧梯度耐磨层的疲劳磨损机制
    3.7 本章小结
4 高强韧Fe-Cr2Ni4 耐磨层的疲劳应力分布
    4.1 引言
    4.2 模拟计算方法
    4.3 高强韧梯度耐磨层的接触应力场
    4.4 本章小结
5 Fe系合金强化层的间隙原子扩散形成机理
    5.1 引言
    5.2 模拟计算分析方法
    5.3 间隙微区间隙原子非线性跃迁
    5.4 间隙原子择优取向
    5.5 间隙原子非均匀稳定态的分子动力学模拟
    5.6 本章小结
6 全文总结
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3916980