非调质钢48MnV磨削强化效果仿真与试验研究

摘要

以非调质钢48MnV为研究对象，对磨削强化后的强化层深度、残余应力及摩擦磨损特性进行了研究。论文主要完成了以下的工作。 在MMD7125磨床上对48MnV钢试样进行磨削强化工艺试验，磨削过程用Kistler9265B测力仪测量磨削力，应用半人工热电偶测温技术获得磨削温度曲线，磨削力和磨削温度随切深增大而增大，而冷却速度的变化趋势相反；利用ANSYS模拟磨削温度场，与实测温度相比，最高温度相对误差小于10％，且温度曲线大致相同。 利用HSX-1000型显微硬度测试仪测定磨削试样强化层的显微硬度，利用KH-7700三维数字显微镜拍摄强化层的金相组织，然后对硬度曲线和金相照片进行分析，分别得到强化层深度，两者结果相近；利用ANSYS模拟的温度场结果预测磨削强化层深度，与试验结果比较，相对误差在11.9％~18％之间。 利用MSF-3M理学X射线应力分析仪测试了磨削强化层表面的残余应力；在温度场分析的基础上，利用ANSYS模拟计算了磨削残余应力，模拟结果和试验结果基本一致。 在UMT-2型微摩擦磨损试验机上进行磨削强化试样表面的摩擦磨损试验，然后用MicroXAM非接触式表面三维形貌仪观察表面磨痕的微观形貌，将磨痕宽度作为评价表面磨损量的参数，研究结果表明：磨削强化对试样表面的减摩耐磨起到一定积极作用，由于磨削强化发生相变产生了马氏体，使试样表面更加耐磨，因此磨削强化试样的磨痕宽度小于原始试样。