缸套在柴油機中受高溫高負載的工作環(huán)境影響,易出現(xiàn)磨損失效故障進而降低了柴油機的輸出動力,直接影響著船舶工作,制約船舶行業(yè)的發(fā)展。本文基于船用柴油機缸套的磨損故障出發(fā),結合當前表面工程技術領域中研究及應用較為熱門的激光淬火技術,通過對氣缸套材料高磷鑄鐵的激光淬火基礎性試驗研究,分析激光淬火技術在氣缸套上實施的可行性。高磷鑄鐵表面激光淬火技術研究利用了試驗分析與溫度場數(shù)值模擬相結合的方法。使用IPG YLS-6000光纖激光器對試樣表面實施單道激光淬火工藝試驗,分析淬火試樣的顯微組織結構,根據金相照片將顯微組織區(qū)域劃分為淬火相變區(qū)、熱影響過渡區(qū)和基體,并通過SEM照片觀測到淬火相變區(qū)分布大量的針狀馬氏體。通過淬火試樣的外觀檢測和顯微硬度分布結果,對優(yōu)化篩選后的淬火工藝參數(shù)進行了摩擦磨損性能測試,試驗結果表明,在載荷、轉速、時長等相同條件下,未淬火試樣磨損量遠大于淬火試樣,結合磨損行為分析,在激光輸出功率為1100W和光斑掃描速度為25mm/s的參數(shù)條件下,淬火試樣摩擦磨損性能最好。在激光單道淬火工藝參數(shù)的優(yōu)化基礎上,利用Abaqus有限元軟件模擬分析激光淬火過程溫度場分布情況,根據溫度場分... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 高磷鑄鐵的概述
    1.2 激光淬火技術
        1.2.1 激光淬火技術的概述
        1.2.2 激光淬火技術的優(yōu)勢
        1.2.3 工藝參數(shù)及影響因素
    1.3 激光淬火技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.3.1 激光淬火技術研究現(xiàn)狀
        1.3.2 激光淬火技術發(fā)展趨勢
    1.4 激光淬火技術的應用現(xiàn)狀
    1.5 本課題的研究背景和內容
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究內容及路線
第2章 激光淬火試驗方案及分析方法
    2.1 試驗目的
    2.2 試驗材料
    2.3 試驗設備及參數(shù)制定
    2.4 淬火試樣外觀檢測
    2.5 顯微組織觀察
    2.6 試樣硬度檢測
        2.6.1 高磷鑄鐵宏觀硬度
        2.6.2 硬化層寬度
        2.6.3 硬化層深度
    2.7 本章小結
第3章 激光單道淬火工藝實施及結果分析
    3.1 激光淬火工藝實施
    3.2 淬火試樣外觀檢測
    3.3 淬火試樣硬度分布
        3.3.1 硬化層表面硬度分布
        3.3.2 硬化層截面硬度分布
    3.4 顯微組織觀察
        3.4.1 基體顯微組織
        3.4.2 硬化層顯微組織
    3.5 本章小結
第4章 摩擦磨損性能測試
    4.1 試驗目的
    4.2 試驗材料與試驗設備
    4.3 試驗方案與過程
    4.4 試驗結果分析
    4.5 本章小結
第5章 激光淬火數(shù)值模擬分析
    5.1 激光淬火溫度場軟件選用
    5.2 激光淬火傳熱分析和熱傳導方程
    5.3 Abaqus模擬激光淬火溫度場流程
        5.3.1 激光淬火光源模型選取
        5.3.2 淬火分析模型建立及材料屬性設置
        5.3.3 初始條件與邊界條件的確定
        5.3.4 模型網格劃分
        5.3.5 移動熱源編寫
    5.4 模擬結果分析及試驗驗證
        5.4.1 淬火相變溫度臨界點確定
        5.4.2 移動熱源加載情況和溫度場分析
        5.4.3 硬化層尺寸計算及試驗驗證
    5.5 本章小結
第6章 激光多道淬火試驗
    6.1 試驗目的
    6.2 試驗方案與過程
    6.3 試驗結果分析
    6.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光熔覆技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 姜波,李金朋.  科技創(chuàng)新導報. 2018(32)
[2]激光焊接技術研究現(xiàn)狀淺析及發(fā)展趨勢展望[J]. 鐘佳立.  汽車與配件. 2019(03)
[3]激光淬火工藝及應用研究[J]. 甄延波,程良,常森,岳佳宏,李玲,孟璇.  金屬加工(熱加工). 2018(12)
[4]光纖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]. 王海燕,王常春.  吉林化工學院學報. 2018(11)
[5]T10/Q235復合鋼板激光表面淬火特性研究[J]. 牛銳鋒,魏榮祥,楊倫.  應用激光. 2018(04)
[6]機械加工中激光切割工藝的應用分析[J]. 葉德軍.  民營科技. 2018(07)
[7]激光表面改性技術及其研究進展[J]. 陳小明,王海金,周夏涼,趙堅,伏利,劉偉.  材料導報. 2018(S1)
[8]激光表面處理技術在石油工業(yè)中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王書亮,付朝政,蘇曉慧,付春艷,劉麗,任呈強.  材料保護. 2017(06)
[9]大功率激光器及其發(fā)展[J]. 王獅凌,房豐洲.  激光與光電子學進展. 2017(09)
[10]激光的應用與發(fā)展[J]. 傅哲泓.  電子技術與軟件工程. 2017(05)

博士論文
[1]激光相變硬化工藝及參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 吳鋼.同濟大學 2006

碩士論文
[1]船用大功率柴油機缸套激光表面淬火工藝研究[D]. 劉釗鵬.江蘇科技大學 2016
[2]球墨鑄鐵QT600-3表面激光多道淬火工藝的研究[D]. 羅旦.湖南大學 2013
[3]柴油發(fā)動機缸體內壁激光淬火的研究[D]. 彭錦.華中科技大學 2012
[4]激光淬火過程檢測與控制系統(tǒng)設計[D]. 楊彩霞.湖南大學 2011
[5]激光熱處理用吸光涂層材料的設計與優(yōu)化[D]. 耿廣剛.浙江工業(yè)大學 2011
[6]激光表面改性溫度場與應力場模擬及實驗研究[D]. 陳波濤.華中科技大學 2011
[7]球墨鑄鐵QT600-3激光相變硬化數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 郭怡暉.湖南大學 2010
[8]大型船舶柴油機氣缸套再制造中涂層設計與制備工藝研究[D]. 曾志龍.武漢理工大學 2009
[9]激光金屬表面淬火熱場仿真研究[D]. 黃健.華中科技大學 2007



本文編號：3487218