本文選題：鉬改性層 + 力學性能　； 參考：《太原理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著材料科學和表面處理技術(shù)的發(fā)展,將功能梯度材料作為改性層以改善材料表面的機械性能,如表面硬度、耐磨性等,已成為目前材料科學領域熱門研究方向之一。與均質(zhì)薄膜相比,梯度改性層具有更高的層/基結(jié)合強度、更好的抵抗接觸損傷能力等優(yōu)點,因而在核能、汽車、通信、航空航天、醫(yī)學等方面得到廣泛應用。但是,由于梯度改性層成分、結(jié)構(gòu)隨深度變化,造成其材料屬性也相應變化,給定量研究改性層在法向載荷作用下的接觸行為帶來很大困難,不利于對其進行后續(xù)優(yōu)化和實際使用壽命的判斷。因此,定量研究改性層力學性能和其在法向載荷作用下的接觸行為,對材料的開發(fā)和實際應用都有十分重要的意義。本文使用雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)在304不銹鋼表面制備的Mo改性層,并量化研究其力學性能及對接觸應力的影響。主要研究如下:(1)提出一種基于納米壓入實驗數(shù)據(jù)計算材料塑性參數(shù)的算法。該算法由參數(shù)搜尋和有限元模擬兩部分組成,通過不斷對比實驗和模擬載荷-位移曲線以確定材料的塑性參數(shù)。(2)利用雙層輝光等離子體表面冶金技術(shù),在304不銹鋼表面制備Mo改性層,由SEM、努氏硬度實驗和納米壓入實驗可知:改性層的厚度為9.1μm;改性層/基體結(jié)構(gòu)的表面硬度受到梯度結(jié)構(gòu)和基體效應的影響,隨載荷的增大不斷降低;雙層輝光等離子體表面冶金技術(shù)在304不銹鋼表面制備的Mo改性層不屬于塑性梯度材料。(3)將改性層進行均質(zhì)分層處理,并通過本文提出的算法和Vegrad混合定律獲得改性層全部子層彈塑性參數(shù)。使用Ansys軟件研究在球形、維氏壓頭壓入過程中改性層對接觸應力的影響,并與基體和均質(zhì)薄膜進行對比分析。結(jié)果表明,無論是在相同壓入深度還是相同壓入載荷的條件下,薄膜或改性層都承擔了絕大部分的接觸應力,但改性層相對于薄膜能顯著緩解第一主應力和界面處剪切應力,有助于提高改性層/基體結(jié)構(gòu)的可靠性;對比三種材料在球形壓頭、遞增載荷條件下的最大接觸應力,相對于薄膜,改性層的最大等效應力和界面剪切應力的增長率更小,表明改性層/基體結(jié)構(gòu)在無損傷條件下可承受更大的壓入載荷。
[Abstract]:With the development of material science and surface treatment technology , the functional gradient material is used as the modified layer to improve the mechanical properties of the material surface , such as surface hardness , wear resistance , etc . It has become one of the most popular research directions in the field of material science . ( 3 ) The modified layer is subjected to homogeneous layered treatment , and the elastic - plastic parameters of all the sub - layers of the modified layer are obtained by the proposed algorithm and Vegrad mixing law . The influence of the modified layer on the contact stress is studied by using the Ansys software . The results show that the maximum contact stress of the modified layer / matrix structure can be improved by using the Ansys software . Compared with the thin film , the maximum contact stress of the modified layer and the modified layer is smaller than that of the film , the modified layer and the interfacial shear stress . It is shown that the modified layer / matrix structure can bear a greater compressive load under the condition of no damage .
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：1954908