球墨鑄鐵因具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性和鑄造性能而被廣泛應(yīng)用于列車制動(dòng)盤的制造。制動(dòng)盤是列車制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件,車輛制動(dòng)時(shí),制動(dòng)盤與摩擦襯塊之間發(fā)生劇烈摩擦,列車的動(dòng)能被轉(zhuǎn)化為熱能,制動(dòng)盤溫度升高,待制動(dòng)結(jié)束后又恢復(fù)常溫狀態(tài)。因此在制動(dòng)盤服役期間,其溫度會(huì)不可避免地發(fā)生升高-降低的交替變化,從而使其長(zhǎng)期受到循環(huán)熱應(yīng)力的作用,最終在表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋而導(dǎo)致失效。熱疲勞開(kāi)裂是制動(dòng)盤失效的主要形式之一,為了保證行車安全不得不對(duì)失效制動(dòng)盤進(jìn)行更換,由此以來(lái)不僅增加了車輛的運(yùn)維成本,還造成大量的資源浪費(fèi)。因此,對(duì)失效制動(dòng)盤進(jìn)行再制造,修復(fù)其表面的熱疲勞裂紋,延長(zhǎng)其使用壽命具有重要意義。然而由于球墨鑄鐵中存在著較多的石墨,在對(duì)裂紋進(jìn)行重熔彌合后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的“白口化”現(xiàn)象,此外還極易形成脆硬相和微裂紋,給裂紋的修復(fù)造成了極大的困難。傳統(tǒng)的修復(fù)方法通常是預(yù)熱后采用焊接工藝對(duì)熱疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù),盡管可以在一定程度上將熱疲勞裂紋愈合,但是依然存在一些不容忽視的問(wèn)題,例如,修復(fù)工藝繁瑣、修復(fù)成本高、過(guò)程復(fù)雜、修復(fù)周期較長(zhǎng)、焊縫熱影響區(qū)存在殘余熱應(yīng)力等等。因此,目前要解決的問(wèn)題便是探索一種可以有效修復(fù)熱疲勞裂... 

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 制動(dòng)盤的特點(diǎn)及材料
    1.3 球墨鑄鐵制動(dòng)盤熱疲勞的研究概述
        1.3.1 制動(dòng)盤的熱疲勞裂紋
        1.3.2 熱疲勞裂紋的萌生
        1.3.3 熱疲勞裂紋的擴(kuò)展
    1.4 熱疲勞裂紋的修復(fù)
        1.4.1 常見(jiàn)的裂紋修復(fù)技術(shù)及存在的問(wèn)題
        1.4.2 激光修復(fù)技術(shù)
    1.5 耦合仿生學(xué)概述
        1.5.1 仿生學(xué)概述
        1.5.2 耦合仿生理論
        1.5.3 耦合仿生理論的應(yīng)用
    1.6 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 自熔性合金粉末
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.3 試樣制備
        2.3.1 試樣的預(yù)處理
        2.3.2 激光修復(fù)設(shè)備
        2.3.3 激光仿生熔凝修復(fù)試樣制備
        2.3.4 激光仿生熔覆修復(fù)試樣制備
    2.4 拉伸試驗(yàn)
    2.5 熱疲勞試驗(yàn)
    2.6 微觀分析與性能測(cè)試
        2.6.1 單元體的顯微組織觀察
        2.6.2 顯微硬度測(cè)量
        2.6.3 物相組成分析
第3章 熱疲勞裂紋的激光熔凝仿生修復(fù)研究
    3.1 引言
    3.2 激光熔凝仿生修復(fù)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.1 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.2.3 試驗(yàn)因素對(duì)單元體有效深寬比的影響
    3.3 激光能量密度對(duì)熱疲勞裂紋激光熔凝修復(fù)的影響
        3.3.1 激光參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.2 單元體的結(jié)構(gòu)與尺寸分析
        3.3.3 單元體的顯微組織分析
        3.3.4 單元體的顯微硬度
        3.3.5 激光能量密度對(duì)試樣拉伸性能的影響
        3.3.6 激光能量密度對(duì)試樣熱疲勞性能的影響
        3.3.7 激光仿生熔凝修復(fù)試樣抗熱疲勞機(jī)理分析
    3.4 激光能量密度與熱疲勞裂紋寬度關(guān)系的回歸分析
        3.4.1 回歸方程的建立
        3.4.2 激光熔凝修復(fù)的局限性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 熱疲勞開(kāi)裂的激光增材仿生修復(fù)研究
    4.1 引言
    4.2 合金粉末的選擇
    4.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的制備
    4.4 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的組織與性能
        4.4.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體顯微組織與物相分析
        4.4.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的顯微硬度分析
    4.5 仿生修復(fù)試樣的抗熱疲勞性能分析
        4.5.1 單元體性能對(duì)仿生修復(fù)試樣熱疲勞性能的影響
        4.5.2 單元體間距對(duì)仿生修復(fù)試樣抗熱疲勞性能的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]熱處理工藝對(duì)金屬材料抗疲勞性能影響分析[J]. 廖輝玲.  技術(shù)與市場(chǎng). 2020(01)
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博士論文
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[7]激光仿生耦合處理灰鐵材料的疲勞后磨損性能[D]. 張鵬.吉林大學(xué) 2014
[8]激光仿生耦合處理鑄鐵材料的抗熱疲勞性能研究[D]. 佟鑫.吉林大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于多元耦合仿生理論的鋁合金抗污自清潔表面的制備[D]. 婁廣軍.山東理工大學(xué) 2019
[2]鑄鐵制動(dòng)盤仿生表面的激光熔覆制備研究[D]. 朱旭.吉林大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3688932