矫直辊表面激光硬化机理及磨损性能研究

摘要

该文采用几种不同的合金基体材料,用激光技术对其表面进行相变硬化和熔覆硬化处理,从理论上研究其硬化机理,并从试验上研究了激光各工艺参数对硬化区组织的相变、硬化层深度和硬度分布的影响.采用热轧Q235钢、冷轧Q235钢及热轧20MnSiV钢分别与经激光硬化的矫直辊材料表面配副,进行了摩擦磨损试验,研究了诸参数如载荷、滑动距离、速度等对磨损的影响.采用SEM对磨损表面进行了分析,研究了不同激光工艺参数对配副表面的磨损机理.通过干摩擦和油润滑的对比试验,进一步研究了在润滑条件下的磨损机理.采用不同的合金粉对9SiCr表面进行了熔覆处理,研究了熔覆区金相组织及其构成,并对熔覆表面与其他低碳结构钢配副进行了干摩擦和油润滑磨损试验.研究了诸参数对磨损量的影响,从磨损表面的SEM照片分析了干摩擦和油润滑的磨损机理.通过对合金钢激光相变和激光熔覆表面层的研究,得到激光参数对硬化后物理量的影响规律,同时揭示出材料表面硬化的实质.通过激光处理表面与低碳结构钢配副的磨损试验,研究了激光硬化表面的磨损机理,为合理地选用激光工艺参数和合金粉提供了依据.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1激光表面硬化的研究

1.1.1课题研究的目的和意义

1.1.2国内外研究现状及发展趋势

1.2激光相变硬化温度场理论

1.3激光相变理论

1.4激光硬化表面磨损机理

1.5矫直辊及低碳结构钢的应用现状

1.6本文的研究工作

1.7本章小结

参考文献

第二章激光硬化机理

2.1激光相变硬化原理

2.2激光加工的热源

2.3激光参数对硬化层深度的影响

2.4激光相变硬化

2.5本章小结

参考文献

第三章试验

3.1试验设备

3.1.1激光试验设备

3.1.2磨损试验设备

3.1.3激光熔覆试验设备

3.1.4分析测量设备

3.2试验材料

3.3表面分析方法

3.3.1激光硬化表面分析

3.3.2磨损表面分析

3.3.3熔覆表面分析

3.4本章小结

参考文献

第四章9SiCr钢激光硬化及磨损试验研究

4.1 9SiCr激光硬化试验结果及分析

4.1.1激光工艺参数对组织的影响

4.1.2激光工艺参数对硬化层深度和硬度的影响

4.2热轧Q235/9SiCr激光硬化表面磨损试验

4.2.1热轧Q235/9SiCr磨损试验分析

4.2.2热轧Q235/9SiCr表面形貌分析

4.3热轧20MnSiV/9SiCr磨损试验

4.3.1热轧20MnSiV/9SiCr干摩擦试验

4.3.2热轧20MnSiV/9SiCr油润滑磨损试验

4.4冷轧Q235/9SiCr干摩擦试验

4.4.1试验结果分析

4.4.2磨损表面分析

4.5冷轧Q235/9SiCr油润滑磨损试验

4.5.1试验结果分析

4.5.2磨损表面分析

4.6本章小结

参考文献

第五章40Cr钢激光硬化及磨损试验研究

5.1 40Cr激光硬化试验结果分析

5.1.1激光工艺参数对组织转变的影响

5.1.2激光工艺参数对硬化区的影响

5.1.3激光工艺参数对硬度的影响

5.2冷轧Q235/40Cr干摩擦试验

5.2.1试验结果分析

5.2.2磨损表面分析

5.3冷轧Q23 5/40Cr油润滑磨损试验

5.3.1试验结果分析

5.3.2磨损表面分析

5.4热轧20MnSiV/40Cr干摩擦试验

5.4.1试验结果分析

5.4.2磨损表面分析

5.5热轧20MnSiV/40Cr油润滑磨损试验

5.5.1试验结果分析

5.5.2磨损表面分析

5.6本章小结

参考文献

第六章9SiCr钢激光熔覆及磨损试验研究

6.1引言

6.2熔覆区金相组织分析

6.3冷轧Q23 5/熔覆合金磨损试验

6.3.1冷轧Q235/熔覆合金干摩擦结果分析

6.3.2冷轧Q235/熔覆合金干摩擦表面分析

6.4冷轧Q235/熔覆合金油润滑试验

6.4.1冷轧Q235/熔覆合金油润滑磨损机理

6.4.2冷轧Q235/熔覆合金油润滑磨损表面分析

6.5热轧20MnSiV/熔覆合金磨损试验

6.5.1热轧20MnSiV/熔覆合金干摩擦试验分析

6.5.2热轧20MnSiV/熔覆合金干摩擦表面分析

6.5.3热轧20MnSiV/熔覆合金油润滑磨损试验

6.5.4热轧20MnSiV/熔覆合金油润滑磨损机理

6.6本章小结

参考文献

第七章结论

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文

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