【摘要】：隨著當代科技的迅速發(fā)展,軸承在現(xiàn)代制造業(yè)中占據(jù)的地位越來越重要,廣泛運用于工業(yè)設備、航天航空、軌道交通領域等領域,反映著國家工業(yè)和相關產業(yè)的科技實力。軸承在加工過程中存在形位公差控制難度大和加工死角等問題,這些問題導致加工后GCr15軸承鋼板表面的硬度等不均勻,從而導致GCr15軸承鋼不同位置的力學性能及其產生的塑性變形不一致,為了解決這些問題提出了強化研磨加工工藝。本文采用強化研磨加工工藝,改變強化研磨的噴射角度,結合經典塑性理論與有限元仿真探索強化研磨加工角度對塑性變形的影響;金屬材料的力學性能主要表征有強度、硬度、塑性、斷裂等。通過拉伸試驗、顯微硬度測試、斷口形貌表征不同噴射角度的力學性能;借助SEM、OM、XRD等測試手段對不同噴射角強化研磨的試樣進行微觀形貌觀察分析、位錯密度分析,進而分析不同噴射角度的塑性變形條件下的強化機制。主要的研究內容和結論如下:(1)通過ABAQUS仿真軟件探索不同噴射角度強化研磨加工過程的塑性變形,找出不同噴射角度與等效塑性應變沿真實路徑距離的關系,發(fā)現(xiàn)噴射角為90°的等效塑性應變層深度比30°多2.88倍;分析GCr15軸承鋼板內能、彈性應變能、塑性變形能與噴射角度之間的關系,發(fā)現(xiàn)隨著噴射角度的增加,鋼板塑性變形能也隨之增加,并且最高可以增加近2.5倍。(2)對不同噴射角度強化研磨后的GCr15軸承鋼試樣進行拉伸試驗,得出不同噴射角度強化研磨加工的應力-應變曲線圖,發(fā)現(xiàn)隨噴射角度的增加,抗拉強度增加了近9%,而伸長率的數(shù)值縮減了2.0%,斷口收縮率的數(shù)值降低了2.7%;通過SEM觀察不同噴射角度強化研磨下GCr15軸承鋼試樣的微觀斷口形貌,發(fā)現(xiàn)隨著噴射角的增加,韌窩和撕裂棱減少。故得出隨著噴射角的增加,塑性降低,硬度、抗拉強度有所提高。(3)利用顯微硬度儀,測量不同噴射角度強化研磨加工的GCr15軸承鋼板維氏硬度,得出HV沿距表層距離的曲線圖,分析得出隨噴射角的遞增,最大HV值由710HV增加到了797.2HV,增加了近12%。(4)利用金相顯微鏡觀察在加工截面附近的馬氏體的分布情況,并根據(jù)馬氏體的聚散程度劃分強化層厚度,得出不同噴射角度強化研磨加工后的強化層厚度曲線,隨噴射角30°至90°,強化層由38μm增加到了82μm。(5)結合X射線衍射法和定量金相測定方法對不同噴射角度強化研磨加工后GCr15軸承鋼試樣進行分析,分別算出馬氏體、奧氏體、碳化物的體積分數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著加工角度的增加,馬氏體的體積分數(shù)由73.93%增加至78.96%,最大值比空白組增加了6.80%。利用JADE軟件分析后得出,Fe和Fe-Cr峰高分別降低了31.4%、58%;Fe和Fe-Cr衍射峰最大寬化量比空白組分別多了0.87倍、0.86倍。結合Bragg方程,描述不同噴射角度強化研磨工藝與晶粒細化的關系。通過W-H方法,得出噴射角度為90°的位錯密度分別比30°的多了約3倍,因此隨噴射角度增大,GCr15軸承鋼發(fā)生形變強化更加明顯。
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.3;TG306
【圖文】：

技術加工技術是由廣州大學劉曉初教授根據(jù)國內，通過長期鉆研總結提出來的。強化研磨加工，在噴丸加工基礎上添加了能夠促使軸承表化層三層復合結構的強化研磨改性液，而強化并反復調配好的成果。在高壓氣體驅動固體（）在高壓管道內混合均勻，形成多相混流，由高加工，形成三層復合結構如圖 2-1 所示。團隊已經從強化研磨機的研究、強化研磨的加學分析、強化研磨后軸承表面的織構、油囊等，強化研磨的加工技術為軸承研究發(fā)揮了不可

廣州大學工學碩士學位論文鋼應力-應變曲線軸承鋼屬于高碳鉻軸承鋼，通過拉伸試驗 GCr15 軸承鋼的應力-應圖沒有出現(xiàn)屈服階段，按照材料斷裂形式可以分為韌性斷裂和脆有單純韌性和脆性斷裂，脆性斷裂往往伴隨著微量的塑性變形，一面收縮率不大于 5%；反之，大于 5%的為韌性斷裂[42]。GCr15 軸承

圖 2-3 GCr15 軸承鋼宏觀斷口形貌gure2-3 Macroscopic Fracture Morphology of GCr15 Bearing S觀特征拉伸試樣微觀斷口特征如下圖 2-4 所示，斷口的基過 SEM 放大觀察，晶粒像很多的石頭疊加放置在獻判斷屬于沿晶斷裂。沿晶斷裂指裂紋沿晶界擴展當晶粒很細小時，則冰糖狀或巖石塊狀特征就不是

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本文編號：2790020