镍基粉末高温合金铣削表层特征与耐腐蚀性研究

发布时间：2017-09-16 14:27

  本文关键词：镍基粉末高温合金铣削表层特征与耐腐蚀性研究

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【摘要】：FGH97是我国研制的新一代镍基粉末冶金高温合金,材料以其优良的热力学性能广泛地应用于航空航天、船舶等事业的发展。本文结合铣削加工后构件表层特征,针对表面三维形貌、表面粗糙度、残余应力等因素,在模拟海洋环境下,对铣削加工工艺参数与工件耐腐蚀性之间的关系展开了研究。通过铣削镍基粉末冶金高温合金FGH97实验,分析了切削速度、每齿进给量、轴向切削深度对工件表面粗糙度、表面残余应力、加工硬化的影响规律。通过实验发现:当切削速度在30-70m/min时,表面粗糙度变化不大,当切削速度超过70m/min时,实验过程中出现崩刀,导致表面粗糙度迅速增大,随着切削速度的提高,表面残余应力增大;随着每齿进给量的增大,表面粗糙度随之增大,残余应力先减小后增大;轴向切削深度增大,表面粗糙度和表面残余应力缓慢增大。分别利用幅度参数和Motif表征法表征不同铣削参数下工件表面三维形貌。当切削速度为50m/min、每齿进给量为0.10mm/z、轴向切削深度为0.20mm时,幅度参数各数值最小,这说明切削之后工件表面比较平坦,没有大的山峰和凹谷。为了便于表征,本文自定义了Motif面积比率,其定义为已加工表面上满足阈值条件的Motif的面积与已加工表面面积的比值。当切削速度在50m/min、每齿进给量为0.10mm/z时,工件表面满足阈值条件的Motif面积比率最小,此时工件表面形貌较好,轴向切削深度对工件表面三维形貌影响较大,且随着轴向切削深度越大,表面形貌越差。FGH97材料抗腐蚀能力较强,在工件表面没有发现大面积的腐蚀,因此引入平均腐蚀速度对工件腐蚀情况进行评价。工件的平均腐蚀速度随工件表面粗糙度和表面残余应力的变化而变化,当工件表面粗糙度值较大时,工件平均腐蚀速度快;当工件表面粗糙度值小时,工件平均腐蚀速度较慢;表面残余拉应力越大,工件腐蚀速度越快,反之,残余拉应力越小,工件腐蚀速度相对较慢。
【关键词】：FGH97 表面三维形貌 全浸腐蚀 海洋环境 表面残余应力
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54;TF125
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景10-13
• 1.1.1 镍基粉末冶金高温合金10
• 1.1.2 镍基粉末冶金高温合金在发动机领域的应用10-12
• 1.1.3 腐蚀在航空领域的危害12-13
• 1.2 切削加工表面形貌13-15
• 1.2.1 表面形貌介绍13-14
• 1.2.2 表面形貌的研究状况14-15
• 1.2.3 表面形貌的表征15
• 1.3 高温合金的腐蚀15-17
• 1.3.1 腐蚀的含义15-16
• 1.3.2 镍基粉末高温合金的主要腐蚀类型16-17
• 1.4 存在问题及主要研究内容17-20
• 1.4.1 存在的问题17-18
• 1.4.2 主要研究内容18
• 1.4.3 课题技术路线18-20
• 第二章 镍基粉末冶金高温合金铣削试验研究20-32
• 2.1 表面粗糙度20
• 2.2 表面加工硬化20-22
• 2.2.1 影响加工硬化的因素21
• 2.2.2 加工硬化评价方法21-22
• 2.3 切削实验22-30
• 2.3.1 实验条件22-24
• 2.3.2 实验方案24-25
• 2.3.3 表面粗糙度测量与分析25-28
• 2.3.4 表面加工硬化测量与分析28-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 表面三维形貌表征32-46
• 3.1 表面形貌的获取32-34
• 3.2 幅度参数表征法34-38
• 3.2.1 幅度参数表征法34-35
• 3.2.2 实验结果35-36
• 3.2.3 切削速度对表面三维形貌的影响36-37
• 3.2.4 每齿进给量对表面三维形貌的影响37-38
• 3.2.5 轴向切削深度对表面三维形貌的影响38
• 3.3 Motif表征法38-44
• 3.3.1 Motif表征法简介38-39
• 3.3.2 Motif面积比率39-40
• 3.3.3 切削速度对表面形貌的影响40-41
• 3.3.4 每齿进给量对表面形貌的影响41-42
• 3.3.5 轴向切削深度对表面形貌的影响42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 模拟海洋环境下FGH97腐蚀评价实验46-60
• 4.1 全浸腐蚀实验46-48
• 4.1.1 实验方法46
• 4.1.2 实验准备46-48
• 4.2 腐蚀评价指标48-49
• 4.3 腐蚀形貌分析49-52
• 4.4 腐蚀形貌的获取52-55
• 4.5 实验结果的评定55-58
• 4.5.1 切削速度对工件腐蚀的影响56
• 4.5.2 每齿进给量对工件腐蚀的影响56-57
• 4.5.3 轴向切削深度对工件腐蚀的影响57-58
• 4.6 本章小结58-60
• 第五章 残余应力对腐蚀的影响60-68
• 5.1 表面残余应力60-62
• 5.1.1 残余应力产生原因60-61
• 5.1.2 残余应力的测量61-62
• 5.2 残余应力实验62-64
• 5.2.1 材料属性的测量62-64
• 5.2.2 残余应力的测量64
• 5.3 残余应力与耐腐蚀的关系64-66
• 5.4 本章小结66-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 主要结论68-69
• 6.2 主要创新点69
• 6.3 工作展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 附录76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 于忠锋;郑志;刘恩泽;于永泗;朱耀宵;;两种低偏析镍基高温合金抗热腐蚀性能的研究[J];中国腐蚀与防护学报;2008年05期

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本文编号：863601