本文關(guān)鍵詞：超聲波光整強(qiáng)化工件表層組織結(jié)構(gòu)及性能改進(jìn)

  更多相關(guān)文章： 超聲波光整強(qiáng)化加工 純鐵 微觀結(jié)構(gòu) Cr粉 Ni粉

【摘要】：為改善材料的表面性能,人們提出了一系列的表面處理方式,如噴丸、滾壓等。與這些傳統(tǒng)的表面處理方式相比,超聲波光整強(qiáng)化技術(shù)是一種低成本、處理方便、效率高的處理方法。目前該技術(shù)仍處于發(fā)展推廣階段,在工程實(shí)際應(yīng)用與基礎(chǔ)理論強(qiáng)化方面的研究不足,在工件表面性能提高方面具有巨大潛力。工業(yè)純鐵具有良好的導(dǎo)磁、導(dǎo)熱性,但硬度、耐磨性和耐腐性差,限制了純鐵的應(yīng)用,為提高純鐵的表面性能,拓展純鐵在工程中的應(yīng)用范圍,以純鐵為研究對(duì)象,借助超景深顯微鏡觀察了工件加工前后表面微觀結(jié)構(gòu)及三維形貌,證明了超聲波光整加工“削峰填谷”作用,工件表層形成塑性流變層,表層晶粒被拉伸,表層粗晶粒得到細(xì)化,光整處理提高了工件在油潤(rùn)滑條件下的耐磨性及干摩擦條件下的抗磨損性能。超聲波光整加工后工件表層形成納米晶粒細(xì)化層,工件表層晶界、空位等非平衡缺陷的數(shù)量劇增,高密度晶界可作為原子擴(kuò)散的通道,適于低溫?cái)U(kuò)散研究,為進(jìn)一步提高純鐵的耐磨性等表面性能,使元素更易滲透,本文提出采用納米顆粒Cr粉對(duì)純鐵進(jìn)行元素滲透研究,設(shè)計(jì)了一種圓盤工件浸入液體內(nèi)部的超聲光整元素滲透加工工藝,將工件固定在試樣座上,倒入Cr粉無水乙醇懸浮液進(jìn)行光整加工,具有易擴(kuò)散,無需加熱,處理方便,節(jié)能的特點(diǎn),借助超景深顯微鏡對(duì)添加Cr懸浮液加工前后工件的三維形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,添加Cr粉懸浮液加工工件表面三維形貌起伏波動(dòng)小,表層流變層厚度小,晶粒細(xì)化更均勻,提高了工件表層的最大殘余壓應(yīng)力值。為了進(jìn)一步對(duì)純鐵超聲波光整加工元素?cái)U(kuò)散進(jìn)行研究,結(jié)合原子擴(kuò)散理論,提出超聲光整加工過程中不添加冷卻液,加工頭以超聲頻沖擊工件表面,能量逐步累積,其中大部分能量以熱能傳遞,增大了工件表面溫度,適于擴(kuò)散研究,選用納米Ni、Cr混合粉體為元素?cái)U(kuò)散源,以Cr、Ni粉形成對(duì)照,XRD圖譜發(fā)現(xiàn)Ni的衍射峰,證明純鐵經(jīng)超聲波光整強(qiáng)化加工可實(shí)現(xiàn)元素?cái)U(kuò)散,借助摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分析添加Cr、Ni對(duì)工件的耐磨性的影響,添加Cr、Ni粉體后工件抗磨損性能提高,在中、高載荷下,摩擦系數(shù)小于未添加Cr、Ni粉體加工工件的摩擦系數(shù),耐磨性能明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：超聲波光整強(qiáng)化加工 純鐵 微觀結(jié)構(gòu) Cr粉 Ni粉
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG663
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 超聲波光整強(qiáng)化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 超聲波光整強(qiáng)化工件微觀組織研究13
• 1.4 金屬材料原子的擴(kuò)散原理13-18
• 1.4.1 原子擴(kuò)散定律15-16
• 1.4.2 原子在金屬中的擴(kuò)散16
• 1.4.3 原子擴(kuò)散機(jī)制16-18
• 1.4.4 影響擴(kuò)散的主要因素18
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)18-22
• 第二章 超聲波光整強(qiáng)化工件表層組織變形機(jī)理22-28
• 2.1 超聲波光整的技術(shù)特點(diǎn)22-23
• 2.2 超聲波光整的加工原理23-25
• 2.2.1 超聲波光整加工設(shè)備23-24
• 2.2.2 超聲波光整加工原理24-25
• 2.3 超聲波光整加工微觀組織結(jié)構(gòu)形成機(jī)理25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 超聲波光整加工表層結(jié)構(gòu)特征與性能研究28-44
• 3.1 工業(yè)純鐵光整加工表面粗糙度實(shí)驗(yàn)研究28-34
• 3.1.1 超聲波光整實(shí)驗(yàn)參數(shù)28-31
• 3.1.2 表面粗糙度實(shí)驗(yàn)31-32
• 3.1.3 不同組合參數(shù)對(duì)表面粗糙度影響分析32-34
• 3.2 表面微觀組織結(jié)構(gòu)特征研究34-39
• 3.2.1 表面微觀形貌34-36
• 3.2.2 表層微觀特征36-39
• 3.3 超聲光整加工表面耐磨性能分析39-42
• 3.3.1 耐磨性實(shí)驗(yàn)39-40
• 3.3.2 不同工況下工件的耐磨性能40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 納米鉻粉對(duì)純鐵零件表層超聲強(qiáng)化組織及性能影響44-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方案44-45
• 4.1.1 添加材料的確定44
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 4.2 工件表面微觀組織檢測(cè)45-50
• 4.2.1 工件表面粗糙度分析45-47
• 4.2.2 三維形貌特征47-48
• 4.2.3 微觀結(jié)構(gòu)觀察48-50
• 4.3 工件表層成分及性能檢測(cè)50-57
• 4.3.1 EDS分析50
• 4.3.2 XRD分析50-51
• 4.3.3 腐蝕性分析51-54
• 4.3.4 殘余應(yīng)力分析54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-60
• 第五章 納米鉻鎳粉對(duì)純鐵零件表層超聲強(qiáng)化組織及性能影響60-68
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料與方案60-61
• 5.2 工件表層成分及性能檢測(cè)61-66
• 5.2.1 EDS分析61-62
• 5.2.2 XRD分析62-63
• 5.2.3 耐磨性分析63-66
• 5.2.4 腐蝕性分析66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-72
• 6.1 結(jié)論總結(jié)68-70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 附錄78

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