车削加工对GM169表面完整性及其热稳定性的影响

发布时间：2017-11-01 16:27

  本文关键词：车削加工对GM169表面完整性及其热稳定性的影响

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【摘要】：镍基合金已经在航空发动机和大型汽轮机关键部件中得到广泛应用。但是,镍基合金属于难加工材料,其加工导致的表面完整性对其服役性能和可靠性具有重要的影响。本文利用陶瓷刀具,对GH4169镍基合金进行车削加工。系统分析了车削速度和进给速度对合金关键表面完整性参量,如表面微观结构、加工硬化和残余应力的影响,探究热力耦合作用下表面完整性的演化规律,并进一步通过高温退火研究残余应力的释放机制。研究内容和结论如下：(1)随着车削速度的增加,GH4169镍基合金表面粗糙度先减小后增大,随着进给速度的增加表面粗糙度呈现增大的趋势,这主要与加工过程中工件表面切削力和振动相关。随着车削速度的增加,合金表面塑性变形层深度呈现先增加后降低的趋势,这与加工过程中热力耦合作用有关。(2)加工后镍基合金表面出现明显的加工硬化现象,沿着深度方向,硬度及屈服强度呈现降低趋势。表面残余应力为拉应力,在次表面为压应力。随着车削速度和进给速度的增加,表面残余应力呈现先增大后减小再增大的关系,沿进给方向的残余应力比环向的残余应力要大。(3)在高温环境下车削加工导致的残余应力不断释放,通过Zener-Wert-Avrami残余应力释放模型解释了GH4169合金在高温下的残余应力释放规律。
【关键词】：车削加工 表面粗糙度 微观结构 显微硬度 残余应力
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 表面完整性10-17
• 1.2.1 表面缺陷12-13
• 1.2.2 微观结构改变13
• 1.2.3 表面粗糙度13-14
• 1.2.4 加工硬化和显微硬度14
• 1.2.5 残余应力14-17
• 1.3 表面完整性研究现状17-20
• 1.3.1 表面粗糙度研究现状17
• 1.3.2 表面微观结构研究现状17-19
• 1.3.3 加工硬化研究现状19
• 1.3.4 残余应力研究现状19-20
• 1.4 残余应力释放机制20-21
• 1.5 本文研究的内容21-22
• 第2章 材料与试验方法22-29
• 2.1 试验材料22-23
• 2.2 试验方法23-25
• 2.3 测试方法25-28
• 2.3.1 金相组织观察25-26
• 2.3.2 加工后试样显微硬度测试26
• 2.3.3 加工后试样残余应力和表面粗糙度测试26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 车削加工参数对表面粗糙度及表层微观结构的影响29-35
• 3.1 车削加工参数对表面粗糙度的影响29-31
• 3.2 车削加工参数对表面微观结构的影响31-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 加工硬化与残余应力35-54
• 4.1 表面显微硬度分析35-36
• 4.2 加工硬化程度36-37
• 4.3 表面屈服强度预测模型37-42
• 4.4 切削加工表层残余应力产生机理42-43
• 4.5 车削速度对残余应力的影响43-46
• 4.6 进给速度对残余应力的影响46-49
• 4.7 衍射半峰宽(FWHM)与应变率49-52
• 4.8 本章小结52-54
• 第5章 车削加工GH4169残余应力释放机制54-62
• 5.1 高温环境下GH4169残余应力的变化规律54-55
• 5.2 残余应力释放模型55-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表论文及荣誉奖项71

【参考文献】

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本文编号：1127638