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鋁合金輪轂?zāi)>呤Х治雠c激光成型再制造研究

發(fā)布時(shí)間:2017-08-03 11:09

  本文關(guān)鍵詞:鋁合金輪轂?zāi)>呤Х治雠c激光成型再制造研究


  更多相關(guān)文章: 輪轂?zāi)>?/b> 失效形式 激光熔覆 力學(xué)性能 組織分析 裂紋


【摘要】:隨著經(jīng)濟(jì)水平與生活質(zhì)量的提高,人們開(kāi)始越發(fā)的關(guān)注環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題;針對(duì)汽車使用量的逐年增加,人們開(kāi)始試圖從減輕汽車自重的角度達(dá)到節(jié)能方式目的,其中減輕輪轂重量便是其一。鋁合金輪轂由于具有美觀、耐腐蝕強(qiáng)、加工性好、重量輕、比強(qiáng)度高、散熱好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足汽車輕量化的基本要求,可代替鋼板成為汽車輪轂選材的首選。由于H13鋼具有高的淬透性、高的韌性、較好的耐磨損與抗熱裂能力,較好的可加工性和良好的抗脫碳能力,被廣泛的應(yīng)用于鋁合金壓鑄模具中;但是,由于鋁合金壓鑄模具惡劣的工作環(huán)境,會(huì)導(dǎo)致模具產(chǎn)生各種形式的失效,其中,熱疲勞開(kāi)裂、熱熔損、沖蝕、粘結(jié)、斷裂、模具的型腔變形等失效形式。本文應(yīng)用激光熔覆再制造方法,將再制造理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,分析鋁合金輪轂?zāi)>叩膶?shí)際應(yīng)用環(huán)境,鋁合金壓鑄特點(diǎn),主要失效形式,較系統(tǒng)的分析了熱疲勞裂紋的裂紋萌發(fā)與擴(kuò)展階段、熱熔損失效主要失效部位、進(jìn)行了粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試等,并對(duì)其主要失效形式機(jī)理進(jìn)行了分析說(shuō)明。針對(duì)試驗(yàn)材料H13鋼,對(duì)其進(jìn)行了顯微組織與力學(xué)性能研究,分析評(píng)價(jià)了其退火態(tài)組織中帶狀偏析及其晶間合金碳化物的組成與分布規(guī)律,并對(duì)其進(jìn)行了等級(jí)評(píng)價(jià)。研究了不同熱處理工藝后H13鋼組織中殘留碳化物含量、形貌、分布差異。根據(jù)鋁合金輪轂?zāi)>邔?shí)際應(yīng)用環(huán)境,主要失效形式,以及H13自身的物理性能,進(jìn)而確定最佳的激光熔覆工藝路線與適宜的合金粉末。熔覆材料選擇Stellite12高溫合金,以H13鋼為基板分別進(jìn)行單層激光熔覆到多層激光熔覆,并對(duì)比分析其組織形貌與力學(xué)性能,系統(tǒng)的研究了熔覆層裂紋萌生與擴(kuò)展方式,分析其開(kāi)裂機(jī)理。同時(shí),研究了基板與熔覆層界面的顯微組織,熔覆層組織隨溫度上升的變化趨勢(shì),及其熔覆層的強(qiáng)化機(jī)制。激光熔覆Co基合金的顯微組織由大量白色的γ-Co枝晶?晶間共晶組織與彌散分布著二次析出相組成?由于熔覆層中分布著高硬度?高熔點(diǎn)的硬質(zhì)強(qiáng)化相和細(xì)晶強(qiáng)化的作用,其硬度值顯著提高?
【關(guān)鍵詞】:輪轂?zāi)>?/strong> 失效形式 激光熔覆 力學(xué)性能 組織分析 裂紋
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TG241
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-11
  • 第1章 緒論11-36
  • 1.1 引言11
  • 1.2 鋁合金壓鑄模具研究現(xiàn)狀11-16
  • 1.2.1 鋁合金壓鑄模具的特點(diǎn)11-13
  • 1.2.2 鋁合金壓鑄模具的損傷13-16
  • 1.3 典型的鋁合金壓鑄模具材料16-25
  • 1.3.1 H13熱作模具鋼簡(jiǎn)介16-17
  • 1.3.2 H13熱作模具鋼的組織研究17-19
  • 1.3.3 H13熱作模具鋼的力學(xué)性能分析19-20
  • 1.3.4 鍛造對(duì)H13熱作模具鋼的影響20-23
  • 1.3.5 熱處理對(duì)H13熱作模具鋼的影響23-25
  • 1.4 H13鋼的表面強(qiáng)化處理技術(shù)25-34
  • 1.4.1 已有的H13鋼表面處理技術(shù)25-26
  • 1.4.2 H13鋼激光表面熔覆和重熔技術(shù)26-34
  • 1.5 本文主要內(nèi)容及課題意義34-36
  • 1.5.1 課題意義34-35
  • 1.5.2 本文主要內(nèi)容35-36
  • 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法36-42
  • 2.1 實(shí)驗(yàn)材料36-37
  • 2.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)>邩悠穪?lái)源36
  • 2.1.2 試驗(yàn)樣品成分36
  • 2.1.3 熔覆材料36-37
  • 2.2 實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)備37-39
  • 2.2.1 激光熔覆實(shí)驗(yàn)37-38
  • 2.2.2 組織分析38
  • 2.2.3 EDS與XRD分析38-39
  • 2.3 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)39-40
  • 2.3.1 拉伸試樣39
  • 2.3.2 拉伸試驗(yàn)儀器39-40
  • 2.4 硬度測(cè)試40-42
  • 2.4.1 韋氏硬度測(cè)試40
  • 2.4.2 納米壓痕測(cè)量系統(tǒng)40-42
  • 第3章 鋁合金輪轂壓鑄成形底模失效分析42-54
  • 3.1 鋁合金輪轂簡(jiǎn)介42
  • 3.2 鋁合金輪轂壓鑄過(guò)程42-44
  • 3.3 鋁合金壓鑄模具特點(diǎn)44-45
  • 3.4 鋁合金壓鑄模具內(nèi)鋁液的流動(dòng)分析45-46
  • 3.5 鋁合金壓鑄模具的裂紋分析46-49
  • 3.6 鋁合金壓鑄模具的粘結(jié)分析49-52
  • 3.7 本章小結(jié)52-54
  • 第4章 H13鋼的組織和力學(xué)性能研究54-68
  • 4.1 引言54
  • 4.2 H13鋼基本的物理性能參數(shù)54-55
  • 4.3 退火態(tài)H13鋼組織性能研究及評(píng)價(jià)55-60
  • 4.3.1 退火態(tài)帶狀組織分析55-56
  • 4.3.2 等級(jí)評(píng)價(jià)56-57
  • 4.3.3 退火態(tài)H13鋼組織碳化物分析57-58
  • 4.3.4 加熱溫度對(duì)退火態(tài)組織的影響58-60
  • 4.4 退火態(tài)H13鋼拉伸性能研究60-64
  • 4.4.1 拉伸試驗(yàn)簡(jiǎn)介60
  • 4.4.2 拉伸試樣60-61
  • 4.4.3 伸長(zhǎng)率、截面收縮率61-62
  • 4.4.4 拉伸曲線62-64
  • 4.5 顯微硬度測(cè)量64-67
  • 4.5.1 韋氏硬度測(cè)量64
  • 4.5.2 納米壓痕測(cè)量結(jié)果64-67
  • 4.6 結(jié)論67-68
  • 第5章 鋁合金輪轂壓鑄底模激光增材強(qiáng)化工藝68-83
  • 5.1 激光增材技術(shù)簡(jiǎn)介68-70
  • 5.1.1 激光增材技術(shù)原理和特點(diǎn)68-69
  • 5.1.2 沉積層添加材料類型69
  • 5.1.3 沉積過(guò)程中添加材料方式69-70
  • 5.2 激光增材Co基合金顯微組織及性能70-77
  • 5.2.1 金相顯微鏡下的顯微組織觀察70-74
  • 5.2.2 高溫顯微鏡下的顯微組織演化過(guò)程74-77
  • 5.3 激光增材強(qiáng)化鋁合金輪轂底模工藝77-81
  • 5.3.1 激光增材強(qiáng)化鋁合金輪轂底模工藝方案77-79
  • 5.3.2 激光增材強(qiáng)化鋁合金輪轂底模的使用試驗(yàn)79-80
  • 5.3.3 激光增材強(qiáng)化鋁合金輪轂底模試驗(yàn)結(jié)果分析80-81
  • 5.4 本章小結(jié)81-83
  • 結(jié)論83-85
  • 參考文獻(xiàn)85-90
  • 致謝90

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本文編號(hào):614041


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