本文關(guān)鍵詞：高性能滲氮鋼的摩擦磨損特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，尤其是主機(jī)小型化、精密化、高速化等趨勢(shì)的發(fā)展，對(duì)軸類、軸承類、齒輪類零件材料的要求愈來(lái)愈高。高性能滲氮鋼材不僅能滿足此類零件對(duì)材料心部在結(jié)構(gòu)方面的要求，而且表面具有高硬度、高耐磨耐蝕等特點(diǎn)，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。軸類、軸承類、齒輪類零件在服役時(shí)，摩擦磨損廣泛存在于其中。然而，目前關(guān)于滲氮鋼的研究大多集中不銹鋼、常用軸承鋼的滑動(dòng)磨損特性上，對(duì)于高性能滲氮鋼的滑動(dòng)磨損特性，尤其是高性能滲氮鋼的微動(dòng)磨損特性、接觸疲勞性能及其與耐磨鋁青銅的摩擦磨損特性研究相對(duì)較少，因此，在高性能滲氮鋼材的研發(fā)過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行摩擦磨損特性的研究具有十分重要的工程意義。 本文通過(guò)對(duì)高性能鋼基體進(jìn)行等離子滲氮處理，得到了280μm的滲氮層，滲氮層硬度最高達(dá)980HV1.96N，用X射線衍射技術(shù)（XRD）對(duì)滲氮層的物相進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)滲氮層有Fe2~3N,Fe4N,Cr2N等物相生成，這些硬質(zhì)相的生成有利于提高材料的耐磨性能。 研究了等離子滲氮鋼的滑動(dòng)、微動(dòng)磨損特性，結(jié)果表明工況條件對(duì)滲氮鋼的滑動(dòng)摩擦磨損特性有較大影響；干摩擦條件下輕載、低速時(shí)滲氮鋼的磨損機(jī)制主要為磨粒磨損和輕微粘著磨損，而高速、重載時(shí)滲氮鋼表面出現(xiàn)大面積脫落；油潤(rùn)滑條件下輕載、低速時(shí)滲氮鋼表面主要為磨粒磨損，高速、重載時(shí)表面犁溝深而密，垂直于摩擦方向的細(xì)小剝落坑清晰可見。等離子滲氮處理可以提高實(shí)驗(yàn)鋼的微動(dòng)磨損特性，摩擦系數(shù)、磨損體積降低的最大幅度分別為36%、97%，滲氮鋼微動(dòng)磨損機(jī)理為氧化磨損和剝落。 研究了等離子滲氮鋼的接觸疲勞性能，結(jié)果表明滲氮鋼的L10（額定壽命）、L50（中值壽命）、L63.2（特征壽命）比試驗(yàn)鋼基體提高了3.3倍、4.3倍、4.5倍，而且疲勞數(shù)據(jù)Weibull分布帶相對(duì)較窄，說(shuō)明數(shù)據(jù)的可靠性較大，失效時(shí)間分布相對(duì)穩(wěn)定；對(duì)疲勞點(diǎn)蝕斑進(jìn)行掃描電鏡分析，發(fā)現(xiàn)鋼的點(diǎn)蝕是由表面裂紋萌生并向內(nèi)擴(kuò)展、垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)方向的主裂紋萌生、擴(kuò)展及二次裂紋不斷擴(kuò)展最終相遇而使表層材料折斷所造成。 研究了高性能滲氮鋼與耐磨鋁青銅的滑動(dòng)磨損特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱處理使銅合金強(qiáng)度、硬度提高，韌性下降。滲氮鋼與熱處理銅合金干摩時(shí)，磨損過(guò)程中產(chǎn)生的磨屑硬而脆不易形成潤(rùn)滑膜，，導(dǎo)致鋼、銅的磨損均加��；油潤(rùn)滑時(shí)由于潤(rùn)滑油的介質(zhì)和潤(rùn)滑作用，銅合金強(qiáng)度、硬度的提高有利于增強(qiáng)其自身的耐磨性能，但加劇了對(duì)摩件滲氮鋼的磨損。
【關(guān)鍵詞】：等離子滲氮鋼 微動(dòng) 滑動(dòng) 接觸疲勞 鋁青銅
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH117.1;TG142.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高性能滲氮鋼材料概述11
• 1.3 等離子滲氮技術(shù)基本原理11-12
• 1.4 摩擦和磨損基礎(chǔ)理論12-16
• 1.4.1 摩擦12-13
• 1.4.2 磨損及磨損的分類13-16
• 1.5 等離子滲氮鋼磨損特性的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.6 課題的研究目的、意義和主要內(nèi)容19-22
• 第二章 高性能滲氮鋼的滑動(dòng)摩擦磨損特性研究22-32
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備和試樣制備22-23
• 2.1.1 試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介22-23
• 2.1.2 試驗(yàn)材料及試樣制備23
• 2.2 試驗(yàn)方法23-24
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論24-31
• 2.3.1 材料的物理性能和 X RD 分析24-25
• 2.3.2 滑動(dòng)摩擦性能25-26
• 2.3.3 滑動(dòng)磨損性能26-27
• 2.3.4 滑動(dòng)磨損機(jī)理探討27-30
• 2.3.4.1 干摩擦條件下的滑動(dòng)磨損機(jī)理探討27-28
• 2.3.4.2 油潤(rùn)滑條件下的滑動(dòng)磨損機(jī)理探討28-30
• 2.3.5 干摩擦?xí)r磨屑的物相及形貌分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 高性能滲氮鋼的微動(dòng)磨損特性研究32-40
• 3.1 試驗(yàn)方法32-33
• 3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論33-38
• 3.2.1 滲氮鋼微動(dòng)摩擦性能33-34
• 3.2.2 微動(dòng)磨損性能34-35
• 3.2.3 微動(dòng)磨損形貌分析35-38
• 3.2.3.1 干摩擦條件下的微動(dòng)磨損機(jī)理探討35-37
• 3.2.3.2 油潤(rùn)滑條件下的微動(dòng)磨損機(jī)理探討37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-40
• 第四章 高性能滲氮鋼的接觸疲勞性能研究40-54
• 4.1 接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)材料準(zhǔn)備40-42
• 4.1.1 接觸試驗(yàn)機(jī)40-41
• 4.1.2 接觸疲勞試驗(yàn)材料41-42
• 4.2 疲勞試驗(yàn)接觸應(yīng)力的計(jì)算42-45
• 4.3 Weib u ll 統(tǒng)計(jì)方法45
• 4.4 試驗(yàn)操作方法及結(jié)果分析45-53
• 4.4.1 試驗(yàn)操作方法45-46
• 4.4.2 疲勞試驗(yàn)結(jié)果46-53
• 4.4.2.1 循環(huán)應(yīng)力次數(shù)及疲勞數(shù)據(jù) Weib u ll 曲線討論46-49
• 4.4.2.2 各試件疲勞點(diǎn)蝕后的磨斑形貌分析49-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 高性能滲氮鋼與鋁青銅的滑動(dòng)磨損特性研究54-71
• 5.1 材料制備和試驗(yàn)方法54-55
• 5.2 面接觸式滑動(dòng)磨損試驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)55-59
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論59-69
• 5.3.0 高強(qiáng)耐磨鋁青銅的力學(xué)性能59
• 5.3.1 滲氮鋼與高強(qiáng)耐磨鋁青銅滑動(dòng)摩擦性能59-60
• 5.3.2 滲氮鋼與高強(qiáng)耐磨鋁青銅接觸式滑動(dòng)磨損性能60-61
• 5.3.3 滲氮鋼與高強(qiáng)耐磨鋁青銅滑動(dòng)磨損機(jī)理的探討61-66
• 5.3.3.1 干摩擦?xí)r磨損機(jī)理探討61-63
• 5.3.3.2 油潤(rùn)滑時(shí)磨損機(jī)理探討63-66
• 5.3.4 滲氮鋼與高強(qiáng)耐磨鋁青銅干摩擦?xí)r磨屑的物相及形貌分析66-68
• 5.3.5 不同接觸式滑動(dòng)磨損試驗(yàn)中產(chǎn)生不同磨屑形貌及物相原因探討68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-74
• 參考文獻(xiàn)74-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果81-83
• 致謝83-84
• 附件84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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3 劉洪喜,湯寶寅,王小峰,王浪平,于永o

本文編號(hào)：320625