本文關(guān)鍵詞：WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模及性能研究

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【摘要】：目前國內(nèi)外對硬質(zhì)合金的傳統(tǒng)研究方法主要集中在實驗的基礎(chǔ)上,實驗需要花費大量的人力與物力,并受材料本身復(fù)雜性的影響難以準(zhǔn)確得出材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對其宏觀性能的影響。而通過各種算法可實現(xiàn)材料的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化并結(jié)合有限元法進行合金力學(xué)性能模擬,可有效節(jié)約材料成本,縮短材料開發(fā)周期。提出了基于WC-Co硬質(zhì)合金真實微觀結(jié)構(gòu),開發(fā)“自適應(yīng)“建立二維微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型的方法,統(tǒng)計真實微觀結(jié)構(gòu)的WC平均晶粒尺寸及其分布,WC晶粒長短徑、形心位置及Co含量等特征參數(shù)。并提出根據(jù)“長方形和橢圓等效”法進行晶粒長短徑的統(tǒng)計�；贑AD二次開發(fā),進行WC顆粒投放,最終建立了反映真實微觀組織的參數(shù)化模型。結(jié)果表明WC-Co硬質(zhì)合金微觀參數(shù)化模型的參數(shù)設(shè)計值與實驗測得值基本吻合,驗證了參數(shù)化模型的可靠性�；谧赃m應(yīng)參數(shù)化建模法生成不同Co含量的WC-Co硬質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)自適應(yīng)參數(shù)化模型。并建立微觀結(jié)構(gòu)有限元模型,定量研究Co含量的變化對合金力學(xué)性能的影響,以及進行微觀各相變形機理分析。研究表明合金內(nèi)Co含量越低則合金強度越高,并發(fā)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力主要集中于WC與WC界面較小鄰接處�；谧赃m應(yīng)參數(shù)化建模法生成兩種不同晶粒尺寸(納米晶與亞微晶)的不同分布方差的WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)模型。并建立微觀結(jié)構(gòu)有限元模型,研究WC晶粒粒度對合金力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明未考慮晶粒界面及晶粒尺度效應(yīng)則晶粒分布方差對納米合金的力學(xué)性能影響不大;晶粒分布方差越小亞微合金力學(xué)性能越好;一定范圍內(nèi)的晶粒尺寸差異對合金力學(xué)性能影響較小�；谧赃m應(yīng)參數(shù)化建模法生成不同梯度層(Co含量不同)的Ti C涂層梯度結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型。并建立預(yù)測殘余熱應(yīng)力的微觀結(jié)構(gòu)有限元模型,研究梯度層Co含量的變化對涂層殘余熱應(yīng)力包括徑向應(yīng)力,剪切應(yīng)力以及等效Mises應(yīng)力的影響。研究表明富Co梯度層有助于降低合金涂層內(nèi)殘余熱應(yīng)力,但梯度層Co含量也并非越高越好。
【關(guān)鍵詞】：WC-Co硬質(zhì)合金 參數(shù)化模型 有限元法 殘余熱應(yīng)力 梯度結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG135.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 引言12
• 1.2 硬質(zhì)合金材料簡介12-15
• 1.2.1 硬質(zhì)合金材料概述12-13
• 1.2.2 硬質(zhì)合金材料的發(fā)展歷程13
• 1.2.3 硬質(zhì)合金材料的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 材料計算機模擬的簡介15-17
• 1.3.1 材料計算機模擬技術(shù)概述15-16
• 1.3.2 有限元法概述16-17
• 1.4 硬質(zhì)合金刀具材料計算機模擬研究17-19
• 1.4.1 硬質(zhì)合金刀具材料計算機模擬研究概況17-18
• 1.4.2 硬質(zhì)合金參數(shù)化建模研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容19-21
• 1.5.1 本課題研究的目的、意義19-20
• 1.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)自適應(yīng)參數(shù)化建模21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 WC-Co硬質(zhì)合金自適應(yīng)參數(shù)化組織模擬方法21-26
• 2.2.1 WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)特征參數(shù)統(tǒng)計21-23
• 2.2.2 WC晶粒等效表征23-24
• 2.2.3 自適應(yīng)參數(shù)化建模24-26
• 2.3 參數(shù)化模擬結(jié)果分析與討論26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 Co含量變化的組織和力學(xué)性能的模擬分析30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 Co含量變化的組織和力學(xué)性能模擬方法30-31
• 3.2.1 Co含量變化的組織模擬30-31
• 3.2.2 基于不同Co含量的有限元模型31
• 3.2.3 邊界條件31
• 3.3 Co含量變化的組織與力學(xué)性能模擬結(jié)果分析與討論31-36
• 3.3.1 Co含量變化的組織模擬結(jié)果分析與討論31-33
• 3.3.2 Co含量變化的力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 WC晶粒粒度對合金力學(xué)性能影響的數(shù)值模擬分析37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 不同WC晶粒粒度的組織和力學(xué)性能模擬方法37-39
• 4.2.1 不同WC晶粒粒度的組織模擬37-38
• 4.2.2 基于不同WC晶粒粒度的有限元模型38-39
• 4.2.3 邊界條件39
• 4.3 不同WC晶粒粒度的組織與力學(xué)性能模擬結(jié)果分析與討論39-47
• 4.3.1 不同WC晶粒粒度的組織模擬結(jié)果分析與討論39-42
• 4.3.2 不同WC晶粒粒度的力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 TiC涂層梯度結(jié)構(gòu)殘余熱應(yīng)力的數(shù)值模擬分析48-63
• 5.1 引言48
• 5.2 TiC涂層梯度結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模和殘余熱應(yīng)力數(shù)值模擬方法48-50
• 5.2.1 TiC涂層梯度結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模48-49
• 5.2.2 基于TiC涂層梯度結(jié)構(gòu)的有限元模型49
• 5.2.3 邊界條件49-50
• 5.3 參數(shù)化建模與殘余熱應(yīng)力數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論50-62
• 5.3.1 參數(shù)化建模結(jié)果分析與討論50-51
• 5.3.2 梯度層不同Co含量對涂層X徑向應(yīng)力S11影響51-56
• 5.3.3 梯度層不同Co含量對涂層剪切應(yīng)力S12影響56-59
• 5.3.4 梯度層不同Co含量對涂層等效Mises應(yīng)力影響59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果69-70
• 致謝70-71

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