喷丸对渗碳齿轮的变质层形成及弯曲疲劳寿命的影响研究

发布时间：2017-12-07 07:08

  本文关键词：喷丸对渗碳齿轮的变质层形成及弯曲疲劳寿命的影响研究

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【摘要】：齿轮作为机械传动设备的关键构件,处于交变载荷的苛刻服役环境,疲劳是其主要失效模式。喷丸是提高其疲劳寿命的主要手段,这是由于喷丸处理可在齿轮表层引入残余压应力和表层晶粒细化,形成了变质层,其有效抑制裂纹的萌生和扩展。本文在国内外关于喷丸强化对提高材料疲劳寿命做了大量研究基础之上,研究喷丸参数和变质层以及疲劳寿命之间的关系。本文对18CrNiMo7-6齿轮进行喷丸强化处理,表征测试齿轮变质层参数的变化,研究不同喷丸工艺对齿轮变质层形成的影响,进而寻找变质层和齿轮弯曲疲劳寿命之间的关系。研究内容包含以下几个方面:(1)鉴于喷丸后表面的复杂随机特性,开展了表面形貌的多尺度分析,并针对不同喷丸参数(喷丸强度、喷丸直径、喷丸覆盖率),给出了表面形貌分析的最优评价尺度,极大方便了工艺参数和形貌之间的关联分析。(2)以表面形貌、残余应力(深度分布)、显微硬度(深度分布)和显微组织为变质层的表征参数,通过它们的表征测试分析,力图建立喷丸工艺、变质层和弯曲疲劳寿命之间的定性关系。研究结果表明,增大喷丸强度,提高了表层残余压应力和表层硬度,且使得表层马氏体组织更加致密,从而提高齿轮弯曲疲劳寿命;改变喷丸直径,有效改变材料表面形貌和表面残余应力,进而影响疲劳寿命;增大喷丸覆盖率,能有效提高最大残余压应力深度和表面形貌。(3)通过研究喷丸工艺参数对变质层形成及弯曲疲劳寿命影响的综合分析,开展了喷丸工艺的优选分析研究。本课题的开展对于基于疲劳寿命的喷丸强化工艺的优化设计具有一定的指导意义。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH132.41;TG668

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本文编号：1261532