【摘要】：隨著當(dāng)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(shè)備、航天航空、軌道交通領(lǐng)域等領(lǐng)域,反映著國家工業(yè)和相關(guān)產(chǎn)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(dǎo)致加工后GCr15軸承鋼板表面的硬度等不均勻,從而導(dǎo)致GCr15軸承鋼不同位置的力學(xué)性能及其產(chǎn)生的塑性變形不一致,為了解決這些問題提出了強(qiáng)化研磨加工工藝。本文采用強(qiáng)化研磨加工工藝,改變強(qiáng)化研磨的噴射角度,結(jié)合經(jīng)典塑性理論與有限元仿真探索強(qiáng)化研磨加工角度對塑性變形的影響;金屬材料的力學(xué)性能主要表征有強(qiáng)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(xué)性能;借助SEM、OM、XRD等測試手段對不同噴射角強(qiáng)化研磨的試樣進(jìn)行微觀形貌觀察分析、位錯密度分析,進(jìn)而分析不同噴射角度的塑性變形條件下的強(qiáng)化機(jī)制。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)通過ABAQUS仿真軟件探索不同噴射角度強(qiáng)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(yīng)變沿真實路徑距離的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)噴射角為90°的等效塑性應(yīng)變層深度比30°多2.88倍;分析GCr15軸承鋼板內(nèi)能、彈性應(yīng)變能、塑性變形能與噴射角度之間的關(guān)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(qiáng)化研磨后的GCr15軸承鋼試樣進(jìn)行拉伸試驗,得出不同噴射角度強(qiáng)化研磨加工的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖,發(fā)現(xiàn)隨噴射角度的增加,抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度有所提高。(3)利用顯微硬度儀,測量不同噴射角度強(qiáng)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(qiáng)化層厚度,得出不同噴射角度強(qiáng)化研磨加工后的強(qiáng)化層厚度曲線,隨噴射角30°至90°,強(qiáng)化層由38μm增加到了82μm。(5)結(jié)合X射線衍射法和定量金相測定方法對不同噴射角度強(qiáng)化研磨加工后GCr15軸承鋼試樣進(jìn)行分析,分別算出馬氏體、奧氏體、碳化物的體積分?jǐn)?shù),發(fā)現(xiàn)隨著加工角度的增加,馬氏體的體積分?jǐn)?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(jié)合Bragg方程,描述不同噴射角度強(qiáng)化研磨工藝與晶粒細(xì)化的關(guān)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(qiáng)化更加明顯。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.3;TG306
【圖文】：

技術(shù)加工技術(shù)是由廣州大學(xué)劉曉初教授根據(jù)國內(nèi)，通過長期鉆研總結(jié)提出來的。強(qiáng)化研磨加工，在噴丸加工基礎(chǔ)上添加了能夠促使軸承表化層三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化研磨改性液，而強(qiáng)化并反復(fù)調(diào)配好的成果。在高壓氣體驅(qū)動固體（）在高壓管道內(nèi)混合均勻，形成多相混流，由高加工，形成三層復(fù)合結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。團(tuán)隊已經(jīng)從強(qiáng)化研磨機(jī)的研究、強(qiáng)化研磨的加學(xué)分析、強(qiáng)化研磨后軸承表面的織構(gòu)、油囊等，強(qiáng)化研磨的加工技術(shù)為軸承研究發(fā)揮了不可

廣州大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文鋼應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)力-應(yīng)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(xiàn)判斷屬于沿晶斷裂。沿晶斷裂指裂紋沿晶界擴(kuò)展當(dāng)晶粒很細(xì)小時，則冰糖狀或巖石塊狀特征就不是

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2790020