高硬金屬材料廣泛地應(yīng)用到齒輪、軸承、葉輪葉片等重要零部件中,而干硬切削技術(shù)具有加工精度高、加工效率高并且能夠?qū)崿F(xiàn)綠色加工等優(yōu)點(diǎn),從而廣泛地應(yīng)用到高硬金屬材料加工。硬切削過(guò)程產(chǎn)生極高的熱量和嚴(yán)重的塑性變形,從而在已加工表面產(chǎn)生一層與基體微觀組織不同的的變質(zhì)層。硬切削表面變質(zhì)層對(duì)工件抗磨損性能有極大影響,而實(shí)現(xiàn)變質(zhì)層的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是生產(chǎn)實(shí)踐中控制硬切削工件表面質(zhì)量的前提,對(duì)硬切削技術(shù)今后的發(fā)展與應(yīng)用具有重要的推動(dòng)作用。因此,本文以工業(yè)中廣泛應(yīng)用的淬硬GCr15軸承鋼為研究對(duì)象,對(duì)硬切削已加工表面變質(zhì)層的微觀組織、形成機(jī)理與預(yù)測(cè)以及抗磨損性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論上的探索。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）硬切削表面變質(zhì)層的微觀組織與形成機(jī)理研究。采用正交切削實(shí)驗(yàn)獲得硬切削已加工表面變質(zhì)層,并通過(guò)掃描電鏡（Scanning Electron Microscopy,SEM）、X射線衍射（X-ray diffraction,XRD）、電子探針（Electron Probe Micro Analysis,EPMA）、透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscopy,TEM）與納米壓痕等... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１高硬金屬材料應(yīng)用領(lǐng)域??Ｆｉｇ．?１．１?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｈａｒｄ?ｍｅｔａｌ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷提高以及刀具材料的不斷更新，硬切削（Ｈａｒｄ－ｃｕｔｔｉｎｇ）作為??

?硬切削ＧＣｒｌ５軸承鋼表面變質(zhì)層微觀組織及抗磨損性能研究???冷卻液的加工方式，促進(jìn)了環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展，正越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到實(shí)際切削??加工中［３，?４］。干硬切削是指在不使用切削液的條件下對(duì)高硬度鋼等難加工材料進(jìn)行高速??切削加工的加工方法。干硬切削加工過(guò)程不使用切削液，形成的切屑干凈清潔無(wú)污染，??易于回收和處理，可實(shí)現(xiàn)綠色加工。??與傳統(tǒng)切削加工不同，硬切削加工的材料硬度極高，因此當(dāng)?shù)毒咦饔糜诒患庸すぜ??時(shí)，刀具和工件發(fā)生瞬時(shí)碰撞，使后刀面與己加工表面相互擠壓與摩擦，導(dǎo)致己加工表??面承受高溫以及嚴(yán)重的塑性變形。并且當(dāng)?shù)毒唠x開(kāi)己加工表面之前，大量切削熱傳入工??件內(nèi)部。這種極端的高溫、高壓狀態(tài)必然會(huì)引起材料內(nèi)部微觀組織的劇烈變化。大量的??研宄表明，干硬切削己加工表面存在與基體組織不同的變質(zhì)層【５］。變質(zhì)層的最表層因?yàn)??在光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)白色被稱為白層［６］，變質(zhì)層的次表層因?yàn)樵诠鈱W(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)黑色??而被稱為暗層［７］，其金相顯微組織如圖１．２所示。??

?硬切削ＧＣｒｌ５軸承鋼表面變質(zhì)層微觀組織及抗磨損性能研究???拉長(zhǎng)、碎化，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米晶，且摩擦磨損過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到奧氏體相變溫度，因此他??們認(rèn)為白層是由塑性變形導(dǎo)致。??（３）還有一些學(xué)者認(rèn)為白層為相變與塑性變形共同作用的產(chǎn)物。??Ｂａｒｒｙ?和?Ｂｙｒｎｅ?［１８Ｍ吏用透射電子顯微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＴＥＭ）觀??察硬切削淬硬ＢＳ?８１７Ｍ４０鋼以及ＡＩＳＩ４３４０鋼形成的白層微觀組織，觀察結(jié)果如圖１．５??所示。結(jié)果表明，白層由細(xì)化的納米等軸晶組成，白層相構(gòu)成為ａ體心立方結(jié)構(gòu)（ＢＣＣ），??沒(méi)碳化物以及卩面心立方結(jié)構(gòu)（ＦＣＣ）；他們認(rèn)為７面心立方結(jié)構(gòu)為殘余奧氏體，且殘余奧??氏體為馬氏體逆相變的產(chǎn)物。但是他們認(rèn)為納米晶是由高溫引起的動(dòng)態(tài)回復(fù)以及動(dòng)態(tài)再??結(jié)晶導(dǎo)致。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]D2高速車(chē)輪鋼在滑動(dòng)磨損下的白層形成與剝落[J]. 陶貴闖,趙秀娟,潘金芝,潘睿,任瑞銘.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]高速硬切削加工表面白層形成機(jī)理研究[J]. 陳濤,劉獻(xiàn)禮,李素燕,李凱,劉濤.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[3]鎳基粉末高溫合金切削加工表面白層形成熱-力耦合作用機(jī)理[J]. 劉戰(zhàn)強(qiáng),呂紹瑜.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(17)
[4]CBN車(chē)刀前刀面微溝槽結(jié)構(gòu)磨削及其對(duì)干切削溫度的影響[J]. 謝晉,羅敏健,吳可可,楊林豐.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[5]硬切削表層殘余應(yīng)力特征預(yù)測(cè)研究[J]. 陳濤,李素燕,國(guó)磊,賈冬開(kāi),孫慧.  工具技術(shù). 2012(05)
[6]軸承鋼硬切削表面殘余應(yīng)力對(duì)滾動(dòng)接觸界面疲勞壽命的影響[J]. 李振,張相琴,張雪萍,LIU C Richard.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]四種合成油微動(dòng)磨損性能比較研究[J]. 王澤愛(ài),周仲榮.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
[8]低碳微合金貝氏體鋼的轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)研究[J]. 于蕾,關(guān)小軍,李建文.  山東冶金. 2006(06)
[9]Relations of abrasion resistance and hardness of 16Cr-3C white irons with retained austenite content[J]. Zhiping Sun, Rulin Zuo, Cong Li, Baoluo Shen, Shengji Gao, and Sijiu Huang School of Materials Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China School of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China National Key Laboratory for Nuclear Fuel and Materials. Nuclear Power Institute of China, Chengdu 610041. China Sijiu Rare Earth Alloy Foundry, Shuangliu 610211, China.  Journal of University of Science and Technology Beijing（English Edition）. 2004(06)
[10]應(yīng)力作用下的相變[J]. 徐祖耀.  熱處理. 2004(02)

博士論文
[1]奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳層組織性能及催滲技術(shù)研究[D]. 馬飛.機(jī)械科學(xué)研究總院 2015
[2]淬硬鋼GCr15精密切削過(guò)程的建模與加工表面完整性預(yù)測(cè)[D]. 陳濤.哈爾濱理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]高速干硬切削己加工表面白層微觀形成機(jī)理研究[D]. 徐欣欣.大連理工大學(xué) 2016
[2]淬硬鋼硬態(tài)車(chē)削表面白層與殘余應(yīng)力研究[D]. 陳立.華中科技大學(xué) 2016
[3]高速切削淬硬鋼已加工表面白層和殘余應(yīng)力的預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔維森.大連理工大學(xué) 2013
[4]固態(tài)相變對(duì)馬氏體不銹鋼焊接殘余應(yīng)力影響的有限元分析[D]. 楊小坡.重慶大學(xué) 2012
[5]硬態(tài)干式切削材料被加工表面白層的研究[D]. 張凌飛.大連理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3417200