為了滿足列車提速對制動盤性能提出的要求,提高列車制動盤的抗磨損性能并延長其使用壽命,本文運用了生物仿生耦合理論,模仿海洋貝殼及蜣螂體表的形態(tài)特征和結構,設計出仿生耦合單元體。利用鑲鑄工藝,將仿生耦合單元體（材料為H13鋼）與蠕墨鑄鐵基體結合,制備了鑲鑄仿生耦合材料。該材料具有一定厚度仿生耐磨層,彌補了激光熔凝仿生非光滑表面材料僅能得到耐磨表面的缺陷。試驗結果表明:鑲鑄仿生耦合試樣單元體與基體的結合為冶金結合。根據顯微組織和形成機制的不同,鑲鑄仿生耦合試樣可分為五個區(qū)域:單元體、單元體相變區(qū)、界面、激冷區(qū)和基體。由于各區(qū)域顯微硬度不同,鑲鑄仿生耦合試樣表面呈現(xiàn)了軟硬交錯的仿生結構。鑲鑄仿生耦合試樣的磨損形貌為基體部分磨損嚴重,有明顯的犁削和粘著特征,而單元體、界面和激冷區(qū)僅有少量的磨損,其犁削和粘著特征不明顯。其磨損是由平面磨損轉向非光滑表面磨損的過程。因為具有一定厚度的抗磨損層和軟硬交替的仿生結構,在相同磨損條件下,鑲鑄仿生耦合試樣較普通蠕墨鑄鐵試樣表現(xiàn)出了良好的耐磨性能。 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
提要
第一章 緒論
    1.1 選題的目的及意義
    1.2 本論文研究的主要內容及目標
第二章 文獻綜述
    2.1 仿生耦合研究概述
        2.1.1 仿生學理論
        2.1.2 仿生學的研究方法
        2.1.2 生物耦合現(xiàn)象及研究
        2.1.3 仿生耦合概念的提出
        2.1.4 仿生耦合研究發(fā)展與應用
        2.1.5 仿生耦合材料的制備技術
        2.1.6 仿生耦合材料制備技術研究發(fā)展—鑲鑄技術
            2.1.6.1 鑲鑄方法的原理及特點
            2.1.6.2 鑲鑄工藝生產雙金屬復合耐磨件的研究應用及展望
    2.2 列車制動摩擦材料的研究
        2.2.1 制動摩擦磨損機理
        2.2.2 列車制動材料的研究及發(fā)展
            2.2.2.1 鍛鋼材料
            2.2.2.2 C—C 纖維復合材料
            2.2.2.3 陶瓷材料
            2.2.2.4 鋁基復合材料
            2.2.2.5 熱噴涂制動摩擦材料
第三章 鑲鑄仿生耦合試樣的設計、制備及試驗方法
    3.1 仿生耦合試樣生物體原型
    3.2 仿生耦合試樣的設計
    3.3 鑲鑄仿生耦合試樣制備
        3.3.1 鑲鑄仿生耦合試樣單元體的制備
        3.3.2 鑲鑄仿生耦合試樣基體材料的制備
        3.3.3 澆注前鑲鑄工藝的分析及數(shù)值計算
            3.3.3.1 鑲鑄工藝分析
            3.3.3.2 鑲鑄工藝的數(shù)值計算
        3.3.4 鑲鑄仿生耦合試樣的鑲鑄
    3.4 實驗設備及工具
第四章 鑲鑄仿生耦合試樣的組織形態(tài)及顯微硬度
    4.1 鑲鑄仿生耦合試樣單元體區(qū)的界面形態(tài)
    4.2 鑲鑄仿生耦合試樣的顯微組織
        4.2.1 鑲鑄仿生耦合試樣單元體未相變區(qū)域的顯微組織
        4.2.2 鑲鑄仿生耦合試樣單元體相變區(qū)的顯微組織
        4.2.3 鑲鑄仿生耦合試樣激冷區(qū)的顯微組織
        4.2.4 鑲鑄仿生耦合試樣雙單元體間影響區(qū)的顯微組織
    4.3 鑲鑄仿生耦合試樣的顯微硬度
        4.3.1 單元體形狀對顯微硬度的影響
        4.3.2 單元體間距對顯微硬度的影響
        4.3.3 三個單元體的鑲鑄仿生耦合試樣的顯微硬度
第五章 單元體合金化的鑲鑄仿生耦合試樣
    5.1 實驗材料及方法
        5.1.1 實驗材料
        5.1.2 實驗方法
    5.2 實驗結果與分析
        5.2.1 區(qū)域成分分析
        5.2.2 激冷區(qū)的顯微組織
        5.2.3 合金化單元體鑲鑄仿生耦合試樣的顯微硬度
第六章 鑲鑄仿生耦合試樣的摩擦磨損性能
    6.1 仿生試樣的磨損失重量
        6.1.1 單元體不同形狀對磨損失重量的影響
        6.1.2 單元體不同間距對磨損失重量的影響
        6.1.3 不同載荷對磨損失重量的影響
        6.1.4 單元體合金化對磨損失重量的影響
    6.2 磨損形貌分析
    6.3 耐磨機理探討
第七章 結論
參考文獻
摘要
Abstract
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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