超声滚压对GCr15材料的表面性能影响

发布时间：2024-02-24 17:14

　　轴承是各类装备最重要的关键基础件之一,主要应用在矿山机械、精密机床、冶金设备等重大装备领域。轴承钢类零部件工作环境极其恶劣,对其表面性能提出了更高的要求。通过对比各类表面形变强化技术的特点,超声滚压表面强化技术是一种较为理想的新兴表面形变强化技术。本文将超声滚压强化技术应用于GCr15高碳铬轴承钢,对比分析了不同压下量的超声滚压与精车试样的表面粗糙度、表面显微硬度、金相显微组织、残余应力、耐腐蚀性等表面性能及摩擦磨损和疲劳裂纹扩展等力学性能。结果表明:超声滚压处理后,试样表面粗糙度降低3个等级,表面粗糙度值最小值为Ra=0.063μm;显微硬度由592.2 HV提高到839.1 HV,增加了41.69%,其硬度值随压下量的加大而提高;经超声滚压强化后,表层晶粒显著细化,渗碳体呈颗粒状并且均匀分布,晶粒细化层的厚度随压下量的增加而变厚;表层残余应力由拉应力转为压应力,经超声滚压强化后,试样的表层残余应力最低为-425.7 MPa,最高为-560.6 MPa;在一定范围内,随着压下量的增加,残余应力得到提高;相对精车试样,超声试样的耐腐蚀性显著提升,超声滚压试样放置于自然环境,三个月后表面...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 表面形变强化技术
        1.2.1 喷丸强化
        1.2.2 滚压强化
        1.2.3 内挤压强化
    1.3 超声滚压表面强化技术
        1.3.1 国内超声滚压加工的应用现状
        1.3.2 国外超声滚压加工的应用现状
    1.4 本文研究目的及内容
    1.5 本文的研究思路
第二章 超声滚压强化加工原理与装置
    2.1 超声滚压强化原理
    2.2 超声滚压强化装置
第三章 实验材料、设备及测试手段
    3.1 实验材料
    3.2 实验设备
    3.3 测试手段
        3.3.1 表面粗糙度观测
        3.3.2 表面显微硬度测定
        3.3.3 残余应力检测
        3.3.4 金相组织观察
        3.3.5 摩擦磨损测试
        3.3.6 疲劳裂纹扩展实验
    3.4 本章小结
第四章 超声滚压对GCr15轴承钢表面性能影响及分析
    4.1 表面粗糙度对比分析
    4.2 表面显微硬度对比分析
    4.3 金相组织分析
    4.4 残余应力分析
    4.5 几何尺寸变化分析
    4.6 耐腐蚀性分析
    4.7 本章小结
第五章 超声滚压对GCr15材料力学性能的影响
    5.1 摩擦磨损概念及分类、失效过程、评定方法
        5.1.1 摩擦磨损概念
        5.1.2 磨损分类
        5.1.3 磨损失效过程
        5.1.4 磨损评定方法
    5.2 GCr15轴承钢摩擦磨损试验方法
    5.3 摩擦磨损实验结果分析
        5.3.1 摩擦系数随时间变化分析
        5.3.2 磨损量分析
    5.4 GCr15轴承钢疲劳裂纹扩展实验
        5.4.1 疲劳裂纹扩展相关概念
        5.4.2 疲劳裂纹扩展实验方法
    5.5 疲劳裂纹扩展实验结果分析
        5.5.1 疲劳裂纹扩展速率的测定
        5.5.2 实验结果分析
    5.6 小结
第六章 结论
    6.1 结论
致谢
参考文献
附录A 超声滚压数控加工程序
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3909347