一、对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究（论文文献综述）
龚玉辉[1]（2021）在《40Cr钢扫描电子束表面强化处理的研究》文中认为40Cr钢是我国目前应用最广泛的合金调质钢,因优异的淬透性、切削性,常用作轴类零件、重要齿轮和连杆螺栓等零部件中。但在实际应用中,工件长期处于恶劣的工作环境下,表面发生磨损、腐蚀等情况,造成工件失效。传统热处理工艺难以处理这些失效形式。扫描电子束是一种新型载能束表面改性技术,其具有能量利用率高、加工变形小和可重复性高等优点。为了提高40Cr钢表面的力学性能,延长其使用寿命,本文对40Cr钢进行扫描电子束表面强化处理。本文以40Cr钢为研究对象,基于三维瞬态传热偏微分方程和高斯热源模型,建立40Cr钢扫描电子束表面强化处理的有限元模型。探究扫描过程及冷却过程中不同时刻的温度场分布规律,确定合理的扫描电子束表面强化处理试验的工艺参数。研究电子束工艺参数（电子束束流和电子枪移动速度）及多道搭接时搭接率对40Cr钢形貌、组织及力学性能的影响规律。研究表明:在扫描电子束处理过程中,试样表面温度高于40Cr钢熔点,试样表面处于熔融状态。在扫描电子束收束阶段,热量由于无法扩散,试样表面温度会骤升。扫描电子束处理后,40Cr钢截面形貌由熔融层、热影响区和基体三个区域组成。改性层（熔融层和热影响区）温度高于相变温度,发生马氏体相变,显微组织主要由马氏体组成。热影响区马氏体组织相较于熔融层马氏体组织更加细小。随着束流的增加熔融层马氏体组织逐渐变得粗大,而随着电子枪移动速度的增大熔融层马氏体组织逐渐变得细小。试样横截面显微硬度随着深度的增加先增大后减小,最大硬度出现在热影响区。40Cr钢表面显微硬度随着束流的增大呈非线性增大,束流为6m A时,表面显微硬度达到756.5HV。随着扫描速度的增加,表面显微硬度呈非线性下降。试样表面粗糙度随着束流的增大,先减小后增大;随着电子枪移动速度的增加,先降低后增大。当束流为4m A,电子枪移动速度为300mm/min时,表面粗糙度由2.306μm降至1.354μm。经扫描电子束处理后试样表面耐磨性明显改善,40Cr钢表面的耐磨性随着束流的增加,先减小后增大,随着电子枪移动速度的增加,先减小后增大,当束流为4m A,电子枪移动速度为240mm/min时,耐磨性最好。40Cr钢多道扫描电子束表面强化处理后,会出现重复加热的搭接区域,且第二道扫描加热会对第一道的部分区域组织产生回火作用,产生回火马氏体、回火索氏体及回火屈氏体等多种组织。试样表面粗糙度随着搭接率的增大,先减小后增大。搭接率为0%时,平均显微硬度为627.4HV。搭接率为25%、50%、75%时,显微硬度在431～658HV范围内变化,淬火区域的显微硬度高于搭接区和交汇区的显微硬度。磨损量随着搭接率的增大,先减小后增大。搭接率为25%时,耐磨性最好。扫描电子束表面强化处理可显着提高40Cr钢表面显微硬度,降低表面粗糙度,增强表面耐磨性。利用扫描电子束表面强化技术为工件在实际生产应用中延长其使用寿命和扩大其使用范围提供了可靠工艺方法。
马梦阳[2]（2020）在《发动机配气机构凸轮-挺柱接触副材料表面超声滚压强化与疲劳行为研究》文中指出凸轮与挺柱是发动机配气机构中保证发动机工作可靠性及使用寿命的关键零部件之一,其功用是带动气门开合,以控制新鲜空气的吸入与废气的排出。在实际工况下,凸轮与挺柱在高载荷的循环交变应力作用下进行接触,工作环境非常恶劣。这使其接触副表面易产生接触疲劳失效和滑动磨损,从而影响配气机构乃至整个发动机的正常运转。所以,对于凸轮与挺柱材料接触疲劳与滑动磨损性能的强化研究具有十分重要的意义。本文采用表面超声滚压工艺分别对凸轮材料C53和挺柱材料GCr15进行强化,并明晰了该工艺对两种材料接触疲劳和滑动磨损性能的强化机理。主要研究内容如下:（1）研究了不同表面超声滚压工艺参数下凸轮材料C53和挺柱材料GCr15表层特性。研究发现:在滚压道次为3次时,600 N静压力可使C53材料获得最优的综合表层性能;GCr15材料在1000 N下获得最佳的表面质量,而在1200 N下获得最高的显微硬度及残余压应力。在1000 N静压力下,3次超声滚压加工可使C53材料获得最优的综合表层性能;3次超声滚压加工可使GCr15材料获得最好表面质量和最高的残余压应力,但5次加工使其获得最高的显微硬度。（2）在表面超声滚压工艺参数对凸轮材料C53和挺柱材料GCr15接触疲劳性能的影响研究中发现:加工3次条件下,随着静压力增加,凸轮与挺柱材料的抗疲劳性能均呈现出先上升后下降的趋势,且分别在静压力600 N和1000 N下表现出最好的抗接触疲劳性能。在规定的静压力下（凸轮材料静压力为600 N,挺柱材料静压力为1000 N）,两种材料的抗接触疲劳性能随着加工次数的增加,同样呈现出先上升后下降的趋势,且均在加工道次为3次时达到最好的抗接触疲劳性能。（3）研究了不同表面超声滚压工艺参数下凸轮材料C53和挺柱材料GCr15滑动磨损性能。研究结果表明:当加工道次为3次时,凸轮材料与挺柱材料的耐磨损性能随着静压力增大,均呈现先升高后降低的趋势,并分别于600 N和1000 N静压力下获得最优的耐磨损性能。在规定的滚压静压力下,两种材料的耐磨损性能随着加工次数增加,均先增加而后下降,且均在滚压道次为3次时获得最佳耐磨损性能。
林子龙[3]（2020）在《D2车轮钢超声滚压处理后组织和性能的研究》文中认为随着我国轨道交通的不断发展,作为主要运行系统的轮轨系统直接影响到乘客的生命和财产安全,因此对提升轮轨系统的耐磨能力和疲劳寿命的研究仍是关键问题。本课题对D2车轮钢进行表面超声滚压加工,通过正交优化试验得出最优的加工参数,对比加工前后两种试样表层组织及表面形貌的影响;使用GPM-30双盘摩擦磨损试验机对两种试样进行摩擦磨损试验和滚动接触疲劳试验,弄清了表面超声滚压技术对D2车轮钢力学性能影响的规律。结果表明:影响D2车轮钢表面粗糙度、表面硬度、周向残余应力、轴向残余应力的主要参量分别是进给量、静压力、主轴转速、静压力。表面超声滚压技术会降低D2车轮钢的表面粗糙度,提高表层硬度和表面残余应力,且使试样表层晶粒细化,形成一个硬度较高的细晶层。获得优异组织和性能的最佳表面超声滚压工艺参数为静压力0.4MPa、进给量0.05mm/r、主轴转速为70r/min。表面超声滚压技术会延缓车轮多边化现象的出现。在出现多边化现象前,对初期磨损和3×105r磨损试样进行观察,超声滚压试样的磨损量和摩擦系数始终略低于原始试样,出现多边化现象后两种试样逐渐趋于同等水平。两种试样的磨损机制均是粘着磨损和氧化磨损,当出现多边化后引入磨粒磨损,所以表面超声滚压技术不会改变D2车轮钢的磨损机制。在3×105r周次磨损过程后,超声滚压试样的塑性变形层约为26μm,原始试样约为20μm,更厚的变形层拥有更深的有效硬化层深度和更好的抗振动能力,延缓了多边化现象的出现。正确选择工艺参数进行的超声滚压会通过提升表层硬度和应力,降低表面粗糙度等优点来提升D2车轮钢的疲劳寿命,最高提升可达原始试样的2.3倍。过大的静压力参数会在试样表面产生微裂纹,降低疲劳寿命。原始试样和超声滚压试样的疲劳过程均是经历微损伤、裂纹萌生、裂纹扩展和剥落4个过程。超声滚压试样的浅层裂纹萌生于细晶层表面,并在细晶层内扩展;无论是否进行超声滚压加工,疲劳裂纹扩展机制均相同,扩展方向与运行方向呈30°～45°角,并沿着先共析铁素体或珠光体和先共析铁素体的界面扩展。
付海[4]（2020）在《40CrNiMo钢复合表面改性对表面完整性及疲劳性能的研究》文中认为40CrNiMo钢因其具有高强度、高韧性和良好的淬透性,被广泛地应用在轴类、齿轮、紧固件等零件上。国产轴类、齿轮存在疲劳寿命短、可靠性差等问题,因此通过表面处理工艺来提高工件的疲劳寿命,对于我国高端装备升级换代具有重大意义。单一的处理手段已经满足不了高端装备的服役要求,因此运用多种改性手段对工件表面进行处理使之达到更好的性能具有重要意义。本文通过磨料水射流喷丸（Abrasive water jet shot peening AWJP）、超声表面滚压（Ultrasonic surface rolling extrusion USRE）、等离子表面氮化（Plasma nitriding treating N）三种表面改性工艺,并再此基础上提出AWJP+USRE和AWJP+USRE+N两种表面工艺。探究40CrNiMo钢表面完整性和拉压疲劳性能的影响规律,并且研究了AWJP+USRE后回火处理对40CrNiMo疲劳性能的影响。利用透射电镜、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等仪器分析表面形貌和微观组织,通过分析表面形貌、微观组织结构、残余应力、硬度对40CrNiMo高周疲劳性能的影响,得到以下主要结论:（1）进行磨料水射流喷丸试验,探究磨料水射流喷丸对调质处理的40CrNiMo表面完整性的影响,对于调质处理的40CrNiMo,水压越大试样表面受到的冲蚀动能越大,使材料表面粗糙度增加且发生脆性去除。对于超声表面滚压,随着滚压次数的增加,试样的表面会出现剥落,且粗糙度随着滚压次数的增加呈现先变大后变小的趋势。（2）通过复合表面改性工艺,能够得到性能良好的梯度结构,在距离表面40μm处,晶粒尺寸为70nm,形变层达到320μm,且表面的粗糙度达到0.06μm,表面残余应力达到-846MPa。复合表面改性相对于抛光基体试样疲劳极限从510MPa提高到595.7 MPa提高了85.7MPa。疲劳性能的提高主要得益于表面粗糙度的降低、表层硬度的提高、组织梯度和残余应力梯度的形成。（3）复合表面改性后试样在450℃退火处理3小时,试样表面的残余应力从-846 MPa变化到-430MPa,但残余应力的深度未发生变化。试样的疲劳极限从599MPa下降到544MPa下降55MPa,说明残余应力仍是影响试样疲劳性能的重要因素。（4）复合表面改性后等离子氮化的实验参数为渗氮温度500℃、保温时间20h。分析实验结果得到渗氮层的厚度为420μm,较未复合表面改性试样的渗氮层增加80μm。表面的残余应力达到-954MPa,试样经过复合表面改性后等离子氮化疲劳极限达到626MPa,较复合表面改性试样疲劳极限595.7MPa提高30.3MPa,较未改性抛光试样疲劳极限510MPa提高了116MPa。复合表面改性后等离子氮化试样疲劳极限的提高归功于复合表面改性后等离子氮化所产生残余应力和硬度梯度的提高。
尹彭璐[5]（2020）在《基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控》文中研究表明低合金高强钢作为当今工业领域应用最广泛的金属材料之一,其强韧化一直是钢铁研究的一个重要课题。然而,传统处理工艺一般具有成本高、周期长、污染严重等特点,并且难以充分开发材料的潜力。而电脉冲作为一种瞬时高能输入技术,已经被大量研究证明是一种改善组织和提高性能的有效手段,并且高效经济,节能环保。本论文将电脉冲技术应用于40Cr钢的淬火和回火处理,通过检测其显微组织、断口和微观内应力的变化,系统地研究了脉冲电流对40Cr钢固态相变的影响规律和作用机制。对比传统热处理,研究了电脉冲处理对40Cr钢力学性能和抗延迟断裂性能的影响,得到了能使其综合性能最优的电脉冲处理工艺参数。（1）由于电脉冲处理极短的高温停留时间和脉冲电流对奥氏体形核的促进作用,退火冷拔态试样经电脉冲淬火（electropulsing quenching,EQ）后可获得比传统淬火（conventional quenching,CQ）更细小的马氏体组织。最佳的EQ参数为480 ms,此时的硬度为690 HV,原奥氏体晶粒平均尺寸为14.65μm。相比于CQ,480 ms EQ能使试样获得更高的位错密度,相应地,微观残余应力也更大,这可以归因于电脉冲处理过程中极端非平衡的相转变条件。此外,EQ还会引起晶粒取向的剧烈变化,使得试样具有较大的Schmid因子,并且在电流方向上形成<110>丝织构。480ms EQ试样经520℃传统回火（conventional tempering,CT）后,可获得与12.9级螺栓相当的力学性能（传统调质态试样的性能等级只有10.9级）。（2）480 ms EQ试样的最佳电脉冲回火（electropulsing tempering,ET）工艺参数为:100 ms ET、循环3次（3×100 ms ET）;此时的显微硬度为654 HV,最大抗拉强度为2241 MPa,断裂延伸率为15.2%。对比250℃CT,3×100 ms ET引起的位错密度下降较少,但对微观残余应力的释放效果几乎相同。ET过程快速的应力释放可归因于在脉冲电流引起的焦耳热、电子风力和热压应力的综合作用下位错滑移速率的增加。此外,由于脉冲电流对低导电率相形成有抑制作用,480 ms EQ试样经3×100 ms ET后没有?-碳化物析出。（3）适宜参数的循环EQ可以促使原奥氏体晶粒进一步细化,这主要归因于相变过程中晶体缺陷密度的增加,即相变硬化。最佳循环EQ的工艺参数为:三次循环EQ,每次的EQ时长依次为440 ms、400 ms和380 ms;此时试样的平均原奥氏体晶粒尺寸为4.98μm,硬度为780 HV。最佳参数循环EQ试样经3×120 ms ET后综合力学性能达到最优,此时的硬度为692 HV,最大抗拉强度为2336 MPa,断裂延伸率为15.1%。（4）电脉冲处理有一定的除氢效果,并能降低氢脆断裂倾向。相比于传统调质态试样,最佳参数电脉冲调质态试样的延迟断裂时间增加了0.9倍。抗延迟断裂性能的提高可能与脉冲电流引起的组织细化（晶粒更加细小、碳化物更加弥散）和内应力变化有关。此外,利用电脉冲技术对40Cr螺栓钢进行调质处理时,建议将硬度控制在360-390 HV范围内。
彭笑永[6]（2020）在《金属材料渗氮层厚度的激光超声检测方法研究》文中研究说明渗氮是制造业中应用较广泛的表面热处理工艺之一,40Cr钢渗氮处理后可有效提高材料的表面耐磨性和接触疲劳强度。其中渗氮层厚度是衡量渗氮工艺效果的重要依据和参数。传统法常采用硬度法、金相法等方法检测渗氮层深,而这些方法大都具有破坏性和不可重复性,所以实现对40Cr钢渗氮层厚度快速准确的无损检测尤为重要。为实现40Cr钢渗氮层厚度的无损检测,本研究提出了一种激光超声表面波无损检测的方法。利用脉冲激光在金属表面无损激励出表面波,通过激光干涉仪非接触地接收信号。由于整个检测过程具备非接触、无损、精确的特点,所以激光超声无损表征渗氮层厚度将会有较大的应用前景。本文具体研究内容包括以下几个方面:第一章:绪论。首先介绍了课题研究背景,简要概述了激光超声发展历程和应用;然后总结了激光超声表面波研究现状,最后提出了论文的主要研究内容。第二章:弹性固体中的超声波理论。本章首先分析了激光激发超声波机理,随后推导了表面波在弹性介质中的波动方程及表面波质点运动轨迹方程,解释了表面波传播特性,最后详细介绍了激光激励超声的基本理论。第三章:激光超声有限元模拟。本章首先介绍了有限元模拟激光激发超声的基本步骤,选取了激光超声的重要参数;然后,分析了各向同性材料中激光作用区域的温度场分布及超声波全场波形图;最后,利用有限元对弹性模量梯度变化层/基体模型进行求解,讨论了不同弹性模量梯度变化层厚度和不同弹性模量变化量对表面波频散曲线的影响。结果表明:弹性模量值和厚度影响表面波的频散曲线,这为表面波检测渗氮层提供了可行性的分析。第四章:金属材料渗氮层厚度的有损评价。首先,介绍了渗氮试样的调质工艺和离子渗氮工艺;然后,通过硬度法和金相法测量了渗氮层厚度,为激光超声检测渗氮层厚度提供了数据支撑,最后分析了渗氮层表面物相成分。第五章:金属材料渗氮层厚度的无损检测。首先,介绍了激光超声检测系统的工作和检测原理;然后,采用激光超声系统检测了不同渗氮时间的40Cr钢试样,得到了渗氮试样上的表面波信号;接着,通过二维傅里叶变换得到了不同渗氮时间试样的频散曲线;最后,对比不同渗氮试样的频散曲线。结果发现:利用表面波速度表征渗氮层厚度受到渗氮层厚的限制,当表面波检测渗氮层厚度小于某一值时,表面波的传播速度和渗氮层厚度有一定的对应关系,通过这种对应关系就可以近似得到渗氮层的厚度。第六章:总结论文的研究成果,并阐述了论文的不足和改进方法。
李云昆[7]（2020）在《18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢超高周疲劳性能研究》文中指出齿轮作为核心传动零件,在汽车、机械、航空航天和高铁等行业中有着广泛的应用。齿轮钢通常要求具有高的疲劳性能以确保齿轮在服役过程中不发生失效。鉴于高铁齿轮在运行过程中承受超长周次（大于107）循环载荷,开展高铁齿轮材料的超高周疲劳性能研究具有重要意义。18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢是常用的高铁齿轮材料,其超高周疲劳性能未见报道。本文采用超声波疲劳加载方法,研究了18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢的超高周疲劳性能及其破坏机理。针对渗碳齿轮渗碳层和心部组织和性能存在差别的特点,利用截面全渗透试样和伪渗碳试样,分别研究了18CrNiMo7-6齿轮钢渗碳层和心部在109循环周次下的超高周疲劳性能,探讨了疲劳裂纹萌生和扩展机理,并预估了材料在1010下的疲劳性能,分析了材料显微结构、夹杂物水平等因素对18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢超高周疲劳失效的影响。通过研究,得出如下主要结论:渗碳试样超高周疲劳性能结果表明,随着应力幅的降低,18CrNiMo7-6齿轮钢渗碳层的疲劳寿命增加,在107循环周次后会发生超高周疲劳失效现象。18CrNiMo7-6齿轮钢渗碳层在109循环周次下的超高周疲劳强度在600MPa左右,利用外推法得到其在1010循环周次下的疲劳失效应力幅范围在524MPa～570MPa,满足高铁齿轮515MPa应力下1010循环寿命的要求。18CrNiMo7-6齿轮钢渗碳试样超高周疲劳断口分析发现,疲劳裂纹通常在内部非金属夹杂物处萌生,并在夹杂物周围基体产生细颗粒层,在循环载荷作用下,细颗粒层与马氏体基体逐渐剥离并连接成片而形成GBF区。GBF区尺寸到达临界值后,疲劳裂纹遵循Paris公式扩展,继而形成“鱼眼”区,最终疲劳失效。试验钢疲劳裂纹GBF区应力强度因子的临界值为3～4MPa·m1/2。当应力幅不变时,渗碳试样的超高周疲劳寿命随着夹杂物尺寸降低而增加,因此降低夹杂尺寸可改善渗碳层的超高周疲劳性能。伪渗碳试样疲劳结果表明,18CrNiMo7-6渗碳齿轮心部不会发生超高周疲劳失效,在109循环周次下的疲劳强度与107循环周次下一样,均在650MPa左右;而相当于渗碳层的伪渗碳试样会发生超高周疲劳失效,表现出典型的超高周疲劳失效特征。心部疲劳裂纹扩展速率较渗碳层更慢,裂纹扩展过程中晶界、马氏体亚结构等阻碍裂纹扩展,存在较多的裂纹偏折和分枝现象;渗碳层中大量的碳化物则促进裂纹的扩展,显微结构对裂纹阻碍较少。渗碳齿轮心部疲劳裂纹扩展明显低于渗碳层,因此渗碳方法在一定程度上有利于提高疲劳寿命。
秦海迪[8]（2020）在《新型轴用钢喷丸强化机理及摩擦磨损和接触疲劳性能研究》文中提出随着高速重载车辆大功率与轻量化的发展趋势,传动轴的工况将进一步恶劣,磨损与疲劳失效加剧,新型轴用钢的研究迫在眉睫。25CrNi2MoV钢是一种新型的高速重载轴用钢,采用表面强化技术来提高其综合性能以及延长服役寿命,具有重要的工程意义,但目前对该材料的喷丸强化研究尚未见报道。本文通过对25CrNi2MoV钢进行喷丸强化,系统地研究了喷丸工艺参数对其表面性能、摩擦磨损性能与接触疲劳性能的影响,明晰了喷丸强化机理。主要研究内容如下:（1）研究了喷丸强化对25CrNi2MoV钢表面性能的影响。结果表明:喷丸强化使材料表面产生了具有一定厚度且经过剧烈塑性变形的强化层,提高了材料的表面粗糙度与表层显微硬度,细化了表层组织,增大了表面残余压应力。当喷丸气压、覆盖率与弹丸直径分别为0.6 MPa-300%-0.8 mm,0.2 MPa-300%-0.4 mm时,材料可获得最大表面硬度与表面残余压应力,最小表面粗糙度。（2）利用ABAQUS软件对25CrNi2MoV钢进行了喷丸强化有限元模拟研究。结果表明:当喷丸速度增大时,材料表面残余压应力依次增大,次表面最大残余压应力先增大后减小。当弹丸直径增大时,表面残余压应力先增大后减小,次表面最大残余压应力依次增大。当覆盖率增大时,材料表层的残余应力变化不明显。表面残余压应力模拟值与试验值的误差在10.5%～14.0%之间,表明了该喷丸强化有限元模型具有较高的准确性。（3）研究了喷丸强化对25CrNi2MoV钢摩擦磨损性能的影响。结果表明:在具有最大表面硬度与残余压应力的喷丸工艺参数（0.6 MPa-300%-0.8 mm）下,材料获得最优的抗滑动与微动磨损性能,其滑动与微动磨损体积分别降低了36.1%与33.4%。经喷丸强化后,材料的微动磨损机制由以粘着磨损为主转变为以磨粒磨损为主。（4）研究了喷丸强化对25CrNi2MoV钢接触疲劳性能的影响。结果表明:随着喷丸强度的增大,材料的接触疲劳寿命先增大后减小。当喷丸强度为0.423 mm A时,材料获得最大的接触疲劳寿命,其额定寿命(L10)、中值寿命(L50)与特征寿命(L63.2)分别是原始样对应寿命的4.24倍、3.47倍和3.34倍。原始样的接触疲劳失效形式主要为疲劳剥落与分层,喷丸处理试样的失效形式主要为点蚀与疲劳剥落。
朱鹏飞,严宏志,陈志,伊伟彬,吴顺兴[9]（2020）在《齿轮齿面喷丸强化研究现状与展望》文中认为疲劳与磨损是齿轮啮合过程中齿面的主要失效形式,严重影响齿轮的综合使用性能。喷丸强化工艺能够有效提高齿面抗疲劳和耐磨损性能,是一种重要的齿轮齿面强化方法。通过国内外文献分析可知:喷丸强化主要存在应力强化和组织强化两种强化机制。喷丸工艺参数对齿轮表面完整性影响的主要规律包括:残余压应力大小与工件硬度、强度成正比,而工件材料硬度越高,冷作硬化效果越弱;齿面粗糙度随覆盖率适当地增加而减小,随喷丸强度的提高而增大;喷丸强度、覆盖率、弹丸直径等喷丸工艺参数决定了残余奥氏体的转化量等。同时,国内外在喷丸强化工艺对齿轮接触疲劳性能、传动性能、磨削烧伤作用机理方面开展了大量研究,主要结论如下:残余压应力、硬度、晶粒细化程度的增加是齿轮接触疲劳性能提升和磨削烧伤修复的主要原因,喷丸引起的齿面粗糙度升高制约了齿轮使用性能的提升,可通过齿面抛光等精加工工艺来改善。此外,介绍了微粒喷丸、二次喷丸、振动喷丸等新型喷丸强化方法,从表面性能、环保、工程应用、疲劳性能等方面,客观评价了新型喷丸强化方法的优点与不足。最后,对齿轮齿面喷丸强化工艺进行总结,并对其发展趋势进行了展望。
丁江灏[10]（2019）在《超声滚压对45钢表层晶粒细化机理及疲劳性能影响的研究》文中指出自行研制了一套表面超声冲击/滚压系统,采用该系统对45钢进行了超声表面滚压加工（USRP）处理。研究USRP对45钢性能的影响,并探究USRP对45钢疲劳性能的影响。试验分为三步:第一步,设计一台USRP装置并把该装置安装在车床上,实现自动滚压的效果;第二步,利用设计好的USRP系统对45钢圆柱试样进行处理,研究不同加工参数对45钢表面硬度、粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力及表面组织的影响;第三步,对45钢疲劳试样进行USRP处理,研究该技术对45钢疲劳性能的影响。试验结果表明:（1）USRP能够提高试样表面显微硬度。在其它加工参数不变,滚压道次为4道时,表面显微硬度达到414HV（未滚压态试样227HV）,相比未滚压态试样提高82%,滚压道次过大会使试样表面显微硬度降低;滚压静压力为300N时,表面显微硬度达到416HV（未滚压态试样234HV）,相比未滚压处理试样提高了78%,当压力超过300N以后压力继续增加,试样表面显微硬度降低;振幅为10μm时,表面显微硬度达到409HV（未滚压态试样224HV）,相比未USRP处理的试样提高82.6%,当振幅超过10μm时,硬度值降低。（2）USRP能够改善试样表面粗糙度Ra值。其它加工参数不变,在滚压6道时,试样表面粗糙度Ra值最低,为0.144μm（未滚压态试样Ra=0.986μm）,道次过多会破坏零件表面,使粗糙度值升高;在滚压静压力是250N时,粗糙度Ra值最低,为0.079μm（未滚压态试样Ra=1.041μm）,静压力超过250N,粗糙度值增加;在振幅是8μm时,滚压球能够充分挤压试样表面,粗糙度Ra值最低,为0.191μm（未滚压态试样Ra=1.134μm）,随着振幅继续增加,粗糙度Ra值增加。（3）USRP会使金属表层组织发生流变,使渗碳体聚集,甚至形成“瘤状”组织,增加试样表层金属的硬度,但是表层金属由于硬度的提高会变得很脆,容易形成细微的裂纹。USRP能够改善试样表层金属晶粒尺寸,达到细化晶粒的效果。随着静压力和滚压道次的增加,晶粒尺寸减小。（4）拟合疲劳试验数据得到S-N曲线,并获得每条曲线的方程。未滚压态试样的S-N曲线方程为:lg N（10）11.247lg（35）s（28）34.513（1.6×105≦N≦5.2×106）;滚压参数为200N/6道试样的S-N曲线方程为:l gN（10）9lg（35）s（28）29.221（2.4×105≦N≦5.3×106）;滚压参数为400N/6道试样的S-N曲线方程为:l gN（10）.6857lg（35）s（28）24.178（1.3×106≦N≦5.3×106）;滚压参数为400N/10道试样的S-N曲线方程为:l gN（10）.7705lg（35）s（28）26.145（6.5×105≦N≦5.2×106）;（5）在相同疲劳循环周次的试验条件下,滚压态试样的疲劳强度高于未滚压态试样的疲劳强度。在1.0×106循环周次下,加工参数为200N/6道试样的疲劳强度为380.287MPa,未滚压试样的疲劳强度为342.898MPa,疲劳强度提高了10.90%。加工参数为400N/6道的滚压试样的疲劳强度为447.727MPa,疲劳强度提高了30.57%。加工参数为400N/10道的滚压试样的疲劳强度为411.657MPa,疲劳强度提高了20.05%。在1.0×107循环周次下,加工参数为200N/6道的滚压试样的疲劳强度为294.442MPa,未滚压试样的疲劳强度为279.417MPa,疲劳强度提高了5.37%。加工参数为400N/6道的滚压试样的疲劳强度为320.020MPa,疲劳强度提高了14.51%。加工参数为400N/10道的滚压试样的疲劳强度为305.316MPa,疲劳强度提高了9.27%。（6）在载荷应力为360MPa的试验条件下,未滚压试样的疲劳寿命为5.784×105周次,经过USRP过后,试样最高的疲劳寿命是4.461×106,是未滚压态试样的7.71倍,即使提高最少的第二组试样也有未滚压态试样疲劳寿命的2.83倍。通过比较第二组和第三组试样,静压力由200N提升到400N,试样疲劳性能提升了172.34%。比较第三组和第四组试样,滚压道次由6道增加到10道,试样疲劳性能降低37.01%。第四组试样与第二组试样相比,疲劳性能提升了71.55%。由此可知USRP能够提高试样的疲劳寿命。（7）45钢母材裂纹萌生于试样表面,主要原因是磨削加工没有把试样表面“波峰”磨平,“波谷”填满,试样表面的应力集中很大,因此很容易产生裂纹。在裂纹的扩展区为类似解理的河流花样并伴有二次裂纹和撕裂棱。瞬断区主要以韧窝形貌为特征。未滚压试样的的断裂形式主要为准解理断裂。（8）试样经过USRP后裂纹萌生于次表层的夹杂处,部分试样的裂纹源不止一处。不同滚压参数的试样裂纹萌生位置不同,主要是因为滚压参数不同,试样表面性能不同。USRP不会改变裂纹的扩展行为,在裂纹的扩展区仍能发现二次裂纹和类似解理的河流花样。瞬断区主要为韧窝形貌,在个别韧窝内存在球状夹杂物和第二相粒子。综上所述,45钢的超声滚压态试样的疲劳断裂为准解理断裂,USRP只能改变裂纹萌生位置,并不能改变裂纹的扩展形式和疲劳失效形式。
二、对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究（论文提纲范文）
（1）40Cr钢扫描电子束表面强化处理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景及意义 |
| §1.2 金属表面改性技术研究现状 |
| §1.2.1 表面形变强化技术 |
| §1.2.2 表面化学热处理技术 |
| §1.2.3 表面热处理技术 |
| §1.2.4 激光表面处理技术 |
| §1.3 电子束表面改性技术 |
| §1.3.1 电子束表面改性技术的优势 |
| §1.3.2 电子束表面改性技术的类型 |
| §1.4 电子束表面改性研究现状 |
| §1.4.1 国内研究现状 |
| §1.4.2 国外研究现状 |
| §1.5 课题来源 |
| §1.6 论文主要研究内容与创新点 |
| §1.6.1 主要研究内容 |
| §1.6.2 创新点 |
| 第二章 试验材料、设备及研究方法 |
| §2.1 试验材料及预处理方法 |
| §2.1.1 试验材料 |
| §2.1.2 材料预处理 |
| §2.2 试验设备及扫描方式 |
| §2.2.1 试验设备及工作原理 |
| §2.2.2 电子束扫描方式 |
| §2.3 金相试样制备方法 |
| §2.4 表面形貌、显微组织及力学性能观测设备及方法 |
| §2.4.1 表面形貌测试设备与方法 |
| §2.4.2 显微组织测试设备与方法 |
| §2.4.3 表面粗糙度、显微硬度及耐磨性测试设备与方法 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 40Cr钢扫描电子束表面处理温度场的研究 |
| §3.1 40Cr钢扫描电子束表面处理过程物理分析 |
| §3.2 温度场有限元模型的建立 |
| §3.2.1 温度场有限元模型的基本假设 |
| §3.2.2 移动热源的确定 |
| §3.2.3 几何模型的建立和网格的划分 |
| §3.2.4 初始条件和边界条件的确定 |
| §3.2.5 温度场控制方程 |
| §3.2.6 材料热物性参数的确定 |
| §3.3 40Cr钢扫描电子束表面处理温度场结果分析 |
| §3.3.1 温度场加热过程分析 |
| §3.3.2 温度场冷却过程分析 |
| §3.4 温度场热循环分析 |
| §3.4.1 扫描电子束移动方向温度场热循环曲线 |
| §3.4.2 扫描电子束深度方向温度场热循环曲线 |
| §3.5 扫描电子束稳定阶段截面温度场分布和实验对比 |
| §3.6 本章小结 |
| 第四章 40Cr钢扫描电子束表面强化处理的试验研究 |
| §4.1 扫描电子束表面处理试验方法及工艺参数 |
| §4.2 扫描电子束表面强化处理结果分析 |
| §4.2.1 横截面形貌与组织分析 |
| §4.2.2 横截面显微硬度分析 |
| §4.3 束流对40Cr钢显微组织、表面形貌及力学性能的影响 |
| §4.3.1 束流对40Cr钢显微组织的影响 |
| §4.3.2 束流对40Cr钢表面形貌的影响 |
| §4.3.3 束流对40Cr钢表面粗糙度的影响 |
| §4.3.4 束流对40Cr钢表面显微硬度的影响 |
| §4.3.5 束流对40Cr钢磨损量的影响 |
| §4.4 电子枪移动速度对40Cr钢显微组织、表面形貌及力学性能的影响 |
| §4.4.1 电子枪移动速度对40Cr钢显微组织的影响 |
| §4.4.2 电子枪移动速度对40Cr钢表面形貌的影响 |
| §4.4.3 电子枪移动速度对40Cr钢表面粗糙度的影响 |
| §4.4.4 电子枪移动速度对40Cr钢表面显微硬度的影响 |
| §4.4.5 电子枪移动速度对40Cr钢表面耐磨性的影响 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 40Cr钢多道扫描电子束表面强化处理的研究 |
| §5.1 多道扫描电子束处理试验的基本理论和工艺参数 |
| §5.1.1 搭接率的基本理论 |
| 5.1.2 多道扫描电子束工艺参数的确定 |
| §5.2 搭接率对横截面形貌和显微组织的影响 |
| §5.2.1 搭接率为0%时横截面形貌及显微组织 |
| §5.2.2 多道搭接扫描时横截面形貌及显微组织 |
| §5.2.3 搭接率对重熔层组织的影响 |
| §5.3 搭接率对表面力学性能的影响 |
| §5.3.1 搭接率对表面形貌及表面粗糙度的影响 |
| §5.3.2 搭接率对表面显微硬度的影响 |
| §5.3.3 搭接率对摩擦因数的影响 |
| §5.3.4 搭接率对耐磨性的影响 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 全文总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（2）发动机配气机构凸轮-挺柱接触副材料表面超声滚压强化与疲劳行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 凸轮-挺柱接触副失效机理及影响因素 |
| 1.2.1 凸轮-挺柱接触副接触疲劳失效 |
| 1.2.2 凸轮-挺柱接触副摩擦磨损失效 |
| 1.2.3 影响凸轮-挺柱接触副失效的主要因素 |
| 1.3 凸轮-挺柱机构接触疲劳与摩擦磨损的国内外研究情况 |
| 1.3.1 国外凸轮-挺柱机构接触疲劳与摩擦磨损的研究现状 |
| 1.3.2 国内凸轮-挺柱机构接触疲劳与摩擦磨损的研究现状 |
| 1.4 表面超声滚压强化技术 |
| 1.4.1 表面超声滚压强化技术机理 |
| 1.4.2 表面超声滚压强化技术研究现状 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 材料制备及试验方法 |
| 2.1 凸轮-挺柱材料制备及热处理工艺 |
| 2.1.1 凸轮-挺柱材料制备 |
| 2.1.2 凸轮-挺柱材料热处理方案 |
| 2.2 性能测试设备及方法 |
| 2.2.1 表面微观形貌观测 |
| 2.2.2 表面粗糙度检测 |
| 2.2.3 表层显微组织观察 |
| 2.2.4 表层显微硬度检测 |
| 2.2.5 表面残余压应力及XRD检测 |
| 2.2.6 滚动接触疲劳试验 |
| 2.2.7 滑动磨损试验 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 表面超声滚压强化对凸轮-挺柱接触副材料表面特性的影响 |
| 3.1 表面超声滚压工艺强化机理与装置 |
| 3.1.1 表面超声滚压工艺强化机理 |
| 3.1.2 表面超声滚压装置 |
| 3.2 表面超声滚压工艺过程及参数选择 |
| 3.3 表面超声滚压工艺对凸轮材料表面特性的影响 |
| 3.3.1 表面超声滚工艺对凸轮材料表面形貌的影响 |
| 3.3.2 表面超声滚工艺对凸轮材料表面粗糙度的影响 |
| 3.3.3 表面超声滚工艺对凸轮材料表层微观组织的影响 |
| 3.3.4 表面超声滚工艺对凸轮材料表层显微硬度分布的影响 |
| 3.3.5 表面超声滚工艺对凸轮材料表面残余压应力的影响 |
| 3.4 表面超声滚压工艺对挺柱材料表面特性的影响 |
| 3.4.1 表面超声滚工艺对挺柱材料表面形貌的影响 |
| 3.4.2 表面超声滚工艺对挺柱材料表面粗糙度的影响 |
| 3.4.3 表面超声滚工艺对挺柱材料表层微观组织的影响 |
| 3.4.4 表面超声滚工艺对挺柱材料表层显微硬度分布的影响 |
| 3.4.5 表面超声滚工艺对挺柱材料表面残余压应力的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 表面超声滚压强化对凸轮-挺柱接触副材料接触疲劳特性影响研究 |
| 4.1 滚动接触疲劳试样制备及试验参数选择 |
| 4.1.1 试样制备 |
| 4.1.2 试验参数及原理 |
| 4.2 接触疲劳寿命分析 |
| 4.2.1 静压力对凸轮材料接触疲劳寿命的影响 |
| 4.2.2 加工次数对凸轮材料接触疲劳寿命的影响 |
| 4.2.3 静压力对挺柱材料接触疲劳寿命的影响 |
| 4.2.4 加工次数对挺柱材料接触疲劳寿命的影响 |
| 4.3 接触疲劳失效机理分析 |
| 4.3.1 不同静压力下凸轮材料接触疲劳失效机理分析 |
| 4.3.2 不同加工次数下凸轮材料接触疲劳失效机理分析 |
| 4.3.3 不同静压力下挺柱材料接触疲劳失效机理分析 |
| 4.3.4 不同加工次数下挺柱材料接触疲劳失效机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 表面超声滚压强化对凸轮-挺柱接触副材料滑动磨损特性影响研究 |
| 5.1 滑动磨损试样制备及试验参数选择 |
| 5.1.1 试样制备 |
| 5.1.2 试验参数及原理 |
| 5.2 摩擦磨损性能分析 |
| 5.2.1 静压力对凸轮材料摩擦磨损性能的影响 |
| 5.2.2 加工次数对凸轮材料摩擦磨损性能的影响 |
| 5.2.3 静压力对挺柱材料摩擦磨损性能的影响 |
| 5.2.4 加工次数对挺柱材料摩擦磨损性能的影响 |
| 5.3 滑动磨损机理分析 |
| 5.3.1 不同静压力下凸轮材料滑动磨损机理分析 |
| 5.3.2 不同加工次数下凸轮材料滑动磨损机理分析 |
| 5.3.3 不同静压力下挺柱材料滑动磨损机理分析 |
| 5.3.4 不同加工次数下挺柱材料滑动磨损机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 一、本文主要结论如下 |
| 二、本文主要创新点或特色 |
| 三、展望与设想 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）D2车轮钢超声滚压处理后组织和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 车轮结构与车轮材料 |
| 1.2.1 车轮结构 |
| 1.2.2 车轮材料 |
| 1.3 车轮损伤类型 |
| 1.3.1 车轮的摩擦磨损问题 |
| 1.3.2 车轮的滚动接触疲劳问题 |
| 1.4 表面超声滚压技术 |
| 1.4.1 表面超声滚压技术简介 |
| 1.4.2 表面超声滚压技术研究现状 |
| 1.5 课题意义及研究内容 |
| 1.5.1 课题意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 本章小结 |
| 第二章 试验材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 表面超声滚压参数正交优化试验 |
| 2.2.2 表面超声滚压对D2车轮钢表层组织及表面形貌的影响 |
| 2.2.3 摩擦磨损试验 |
| 2.2.4 滚动接触疲劳试验 |
| 2.2.5 磨损量测试 |
| 2.2.6 摩擦系数测试 |
| 2.2.7 表面形貌观察 |
| 2.2.8 表面粗糙度测量 |
| 2.2.9 表面应力测量 |
| 2.2.10 显微组织观察分析 |
| 2.2.11 电子背散射衍射分析 |
| 2.2.12 表层硬度分析 |
| 本章小结 |
| 第三章 试验结果与讨论 |
| 3.1 超声滚压工艺正交参数优化 |
| 3.1.1 表面粗糙度 |
| 3.1.2 表面硬度 |
| 3.1.3 表面残余应力 |
| 3.1.4 表层显微组织观察 |
| 3.1.5 参数正交优化结果分析 |
| 3.2 表面超声滚压对D2车轮钢表层组织及表面形貌的影响 |
| 3.2.1 .试样表面形貌及表面粗糙度 |
| 3.2.2 试样截面微观组织 |
| 3.2.3 EBSD表征分析 |
| 3.2.4 表层显微硬度 |
| 3.3 摩擦磨损试验 |
| 3.3.1 表面宏观磨损形貌 |
| 3.3.2 磨损性能 |
| 3.3.3 摩擦系数 |
| 3.3.4 表面微观磨损形貌 |
| 3.3.5 纵截面组织 |
| 3.3.6 表层硬度 |
| 3.4 滚动接触疲劳试验 |
| 3.4.1 滚动接触疲劳寿命 |
| 3.4.2 表面宏观形貌 |
| 3.4.3 表面粗糙度分析 |
| 3.4.4 表面残余应力分析 |
| 3.4.5 裂纹的萌生与扩展 |
| 3.4.6 超声滚压静压力对接触疲劳寿命的影响 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）40CrNiMo钢复合表面改性对表面完整性及疲劳性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 磨料水射流技术的研究现状及原理 |
| 1.2.1 磨料水射流喷丸的发展现状 |
| 1.2.2 磨料水射流喷丸强化机理 |
| 1.3 超声滚压技术的原理和研究现状 |
| 1.3.1 超声表面滚压的原理及设备 |
| 1.3.2 超声表面滚压的研究进展 |
| 1.4 等离子氮化技术 |
| 1.4.1 等离子氮化概况 |
| 1.4.2 等离子氮化原理及Fe-N相图 |
| 1.5 拉压疲劳概述 |
| 1.5.1 拉压疲劳的概述 |
| 1.5.2 拉压疲劳影响因素 |
| 1.6 表面完整性概述 |
| 1.7 研究目的和内容 |
| 1.7.1 研究目的 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料和思路 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验思路 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 磨料水射流喷丸设备 |
| 2.2.2 超声表面滚压设备 |
| 2.2.3 等离子脉冲渗氮设备 |
| 2.3 表面完整性表征 |
| 2.3.1 表面形貌观察及粗糙度测定 |
| 2.3.2 组织观察 |
| 2.3.3 表层硬度测定 |
| 2.3.4 残余应力测定 |
| 2.4 拉压疲劳实验方法 |
| 2.5 失效断口分析 |
| 第三章 复合表面改性对40CrNiMo钢表面完整性的影响 |
| 3.1 磨料水射流喷丸前后试样的表面形貌及粗糙度 |
| 3.2 磨料水射流喷丸后滚压前后试样的表面形貌及粗糙度 |
| 3.3 复合表面改性前后试样的表层显微组织 |
| 3.3.1 复合表面改性后的金相组织 |
| 3.3.2 TEM分析复合表面改性前后组织变化情况 |
| 3.4 复合表面改性前后试样的表层残余应力 |
| 3.5 复合表面改性前后试样的表层显微硬度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 复合表面改性对40CrNiMo高周疲劳性能的影响 |
| 4.1 40CrNiMo钢的室温力学性能 |
| 4.1.1 40CrNiMo钢的室温拉伸性能 |
| 4.1.2 40CrNiMo钢的室温断裂韧性 |
| 4.1.3 40CrNiMo钢的室温冲击韧性 |
| 4.2 高周疲劳实验结果 |
| 4.2.1 疲劳S-N曲线分析 |
| 4.2.2 疲劳断口形貌分析 |
| 4.3 粗糙度对40CrNiMo高周疲劳性能的影响 |
| 4.4 组织对40CrNiMo高周疲劳性能的影响 |
| 4.5 残余应力对40CrNiMo高周疲劳性能的影响 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 复合表面改性后等离子氮化对40CrNiMo钢高周疲劳影响 |
| 5.1 复合表面预处理对40CrNiMo钢渗氮组织的影响 |
| 5.2 复合表面预处理对40CrNiMo钢渗氮硬度的影响 |
| 5.3 复合表面预处理对40CrNiMo钢残余应力的影响 |
| 5.4 复合表面改性后等离子氮化对40CrNiMo钢疲劳性能的影响 |
| 5.4.1 拉压疲劳S-N曲线 |
| 5.4.2 疲劳断口形貌分析 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 发表的论文和参加科研情况 |
（5）基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的目的与意义 |
| 1.2 钢的强韧化研究概述 |
| 1.3 电脉冲处理概述 |
| 1.3.1 脉冲电流在金属凝固过程中对组织的影响 |
| 1.3.2 脉冲电流对固态金属组织的影响 |
| 1.3.2.1 脉冲电流的晶粒细化作用 |
| 1.3.2.2 脉冲电流对第二相的影响 |
| 1.3.2.3 脉冲电流对晶粒取向的影响 |
| 1.3.2.4 脉冲电流对非晶合金组织的影响 |
| 1.3.3 脉冲电流的电致塑性效应 |
| 1.3.4 脉冲电流对金属裂纹的愈合作用 |
| 1.4 高强螺栓概述 |
| 1.4.1 高强螺栓的研究现状 |
| 1.4.2 高强螺栓的失效形式 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 40Cr钢的热处理 |
| 2.3 电脉冲处理装置及试验 |
| 2.3.1 电脉冲处理装置 |
| 2.3.2 电脉冲处理试样制备 |
| 2.4 显微组织表征与分析 |
| 2.4.1 电阻率的测定 |
| 2.4.2 光学显微组织观察(OM) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
| 2.4.4 电子背散射衍射(EBSD)分析 |
| 2.4.5 透射电镜(TEM)分析 |
| 2.4.6 小角度X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.4.7 氢含量测定 |
| 2.5 力学性能检测 |
| 2.5.1 硬度测试 |
| 2.5.2 拉伸性能测试 |
| 2.5.3 延迟断裂性能测试 |
| 2.6 技术路线 |
| 第3章 电脉冲淬火和回火对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电脉冲的基本理论 |
| 3.3 原始组织表征 |
| 3.4 电脉冲淬火对40Cr钢显微组织及力学性能的影响 |
| 3.5 淬火态40Cr钢经传统高温回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.5.1 淬火态40Cr钢经550℃传统回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.5.2 淬火态40Cr钢经520oC传统回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6 电脉冲回火对最佳参数电脉冲淬火态40Cr钢显微组织及力学性能的影响 |
| 3.6.1 电脉冲淬火态40Cr钢经单次电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6.2 电脉冲淬火态40Cr钢经循环电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6.3 最佳参数电脉冲回火试样SEM金相和拉伸断口形貌分析 |
| 3.7 最佳参数电脉冲处理和传统热处理对40Cr钢组织及力学性能影响的对比分析 |
| 3.7.1 力学性能 |
| 3.7.2 微观残余应力和位错密度 |
| 3.7.3 显微组织演变 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 循环电脉冲淬火对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 经不同参数循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.1 经二次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.2 经三次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.3 经四次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.4 经五次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.3 最佳参数循环电脉冲淬火态40Cr钢经循环电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电脉冲处理对40Cr钢延迟断裂性能的影响 |
| 5.1 电脉冲处理对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 5.2 电脉冲处理对40Cr钢延迟断裂性能的影响 |
| 5.2.1 延迟断裂性能测试 |
| 5.2.2 SEM金相分析 |
| 5.2.3 氢含量的测定 |
| 5.2.4 延迟断裂断口分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（6）金属材料渗氮层厚度的激光超声检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光超声发展概述 |
| 1.3 激光超声表面波的研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 弹性固体中超声波理论 |
| 2.1 激光激励超声机制分析 |
| 2.2 弹性固体介质中的表面波 |
| 2.3 热传导理论 |
| 2.4 热弹耦合的有限元理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 激光超声有限元模拟 |
| 3.1 基于COMSOL仿真软件的激光超声模拟过程 |
| 3.2 模拟参数选取 |
| 3.2.1 材料参数 |
| 3.2.2 网格划分和时间步长 |
| 3.2.3 激光参数 |
| 3.3 各向同性材料的COMSOL数值模拟 |
| 3.3.1 温度场分布 |
| 3.3.2 全场波形图 |
| 3.3.3 信号分析 |
| 3.4 弹性模量梯度变化层/基体材料的COMSOL数值模拟 |
| 3.4.1 弹性模量梯度变化层深对表面波影响 |
| 3.4.2 弹性模量变化量对表面波影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 金属材料渗氮层厚度的有损评价 |
| 4.1 实验材料及渗氮工艺 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 渗氮处理 |
| 4.2 硬度法测渗氮层厚度 |
| 4.3 金相法测渗氮层厚度 |
| 4.4 XRD物相分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 金属材料渗氮层厚度的无损检测 |
| 5.1 激光超声检测系统 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢超高周疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超高周疲劳研究发展简述 |
| 1.2.2 齿轮钢超高周疲劳研究 |
| 1.2.3 失效机理分析 |
| 1.2.4 疲劳性能影响因素 |
| 1.2.5 疲劳裂纹扩展 |
| 1.3 表面强化处理齿轮钢疲劳研究的主要难点 |
| 1.4 本文研究目的和主要内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 常规力学实验和微观表征方法 |
| 2.2.2 夹杂物定量表征 |
| 2.2.3 超高周疲劳试验 |
| 2.2.4 疲劳裂纹扩展速率试验 |
| 第三章 齿轮钢渗碳层超高周疲劳性能 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 试验结果 |
| 3.2.1 显微组织 |
| 3.2.2 力学性能 |
| 3.2.3 超高周疲劳S-N曲线 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 超高周疲劳寿命预测 |
| 3.3.2 相同硬度钢疲劳性能对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 渗碳试样超高周疲劳断裂机理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 疲劳断口 |
| 4.2.2 夹杂物 |
| 4.2.3 GBF区 |
| 4.2.4 “鱼眼”区 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.3.1 应力强度因子 |
| 4.3.2 GBF区形成机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 伪渗碳试样超高周疲劳性能 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 显微组织 |
| 5.2.2 力学性能 |
| 5.2.3 超高周疲劳S-N曲线 |
| 5.3 分析及讨论 |
| 5.3.1 疲劳断口 |
| 5.3.2 疲劳裂纹扩展规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表论文 |
（8）新型轴用钢喷丸强化机理及摩擦磨损和接触疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 轴类零件失效形式 |
| 1.2.1 摩擦磨损失效机制 |
| 1.2.2 接触疲劳失效机制 |
| 1.2.3 疲劳断裂失效机制 |
| 1.3 材料喷丸强化技术 |
| 1.3.1 喷丸强化技术原理 |
| 1.3.2 喷丸强化工艺参数 |
| 1.3.3 喷丸有限元模拟技术 |
| 1.4 喷丸强化技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 钢铁材料喷丸强化技术国内外研究状况 |
| 1.4.2 轴类材料喷丸强化技术国内外研究状况 |
| 1.5 喷丸强化技术的发展趋势 |
| 1.6 课题研究意义与论文的主要研究内容 |
| 第二章 新型轴用钢喷丸强化试验研究 |
| 2.1 试验材料与试验方法 |
| 2.2 喷丸强化正交试验与分析 |
| 2.2.1 表面粗糙度的正交试验分析 |
| 2.2.2 表面显微硬度的正交试验分析 |
| 2.3 喷丸强化工艺参数对轴用钢微观组织的影响研究 |
| 2.3.1 喷丸气压对材料微观组织的影响 |
| 2.3.2 覆盖率对材料微观组织的影响 |
| 2.3.3 弹丸直径对材料微观组织的影响 |
| 2.4 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面形貌的影响研究 |
| 2.4.1 喷丸气压对材料表面形貌的影响 |
| 2.4.2 覆盖率对材料表面形貌的影响 |
| 2.4.3 弹丸直径对材料表面形貌的影响 |
| 2.5 喷丸强化工艺参数对轴用钢显微硬度的影响研究 |
| 2.5.1 喷丸气压对材料显微硬度的影响 |
| 2.5.2 覆盖率对材料显微硬度的影响 |
| 2.5.3 弹丸直径对材料显微硬度的影响 |
| 2.6 喷丸强化工艺参数对轴用钢表面残余应力的影响研究 |
| 2.6.1 喷丸气压对材料表面残余应力的影响 |
| 2.6.2 覆盖率对材料表面残余应力的影响 |
| 2.6.3 弹丸直径对材料表面残余应力的影响 |
| 2.7 喷丸强化工艺参数优化分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 新型轴用钢喷丸强化有限元模拟分析研究 |
| 3.1 多丸粒喷丸强化模拟方法 |
| 3.1.1 模型建立 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.1.4 能量变化 |
| 3.2 喷丸速度的影响 |
| 3.2.1 喷丸速度对残余应力的影响 |
| 3.2.2 喷丸速度对表面形貌的影响 |
| 3.2.3 喷丸速度对等效塑性应变的影响 |
| 3.3 覆盖率的影响 |
| 3.3.1 覆盖率对残余应力的影响 |
| 3.3.2 覆盖率对表面形貌的影响 |
| 3.3.3 覆盖率对等效塑性应变的影响 |
| 3.4 弹丸直径的影响 |
| 3.4.1 弹丸直径对残余应力的影响 |
| 3.4.2 弹丸直径对表面形貌的影响 |
| 3.4.3 弹丸直径对等效塑性应变的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 喷丸强化对新型轴用钢摩擦磨损性能影响的研究 |
| 4.1 喷丸强化对材料滑动磨损性能影响的研究 |
| 4.1.1 滑动磨损试验设备与试验方法 |
| 4.1.2 滑动摩擦性能分析 |
| 4.1.3 滑动磨损性能分析 |
| 4.1.4 滑动磨损机理分析 |
| 4.2 喷丸强化对材料微动磨损性能影响的研究 |
| 4.2.1 微动磨损试验设备与试验方法 |
| 4.2.2 微动摩擦性能分析 |
| 4.2.3 微动磨损性能分析 |
| 4.2.4 微动磨损机理分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 喷丸强化对新型轴用钢接触疲劳性能影响的研究 |
| 5.1 接触疲劳试验设备与试验方法 |
| 5.2 接触疲劳试验应力应变分布分析 |
| 5.3 接触疲劳寿命分析 |
| 5.4 接触疲劳失效机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）超声滚压对45钢表层晶粒细化机理及疲劳性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超声冲击技术的发展 |
| 1.3 超声表面滚压加工技术的发展 |
| 1.3.1 超声表面滚压加工降低零件表面粗糙度 |
| 1.3.2 超声表面滚压加工细化金属表层晶粒 |
| 1.3.3 超声表面滚压加工改善试样表面残余应力 |
| 1.3.4 超声表面滚压加工提高试样表面硬度 |
| 1.3.5 超声表面滚压加工提高试样疲劳性能 |
| 1.4 本论文研究的目的和主要内容 |
| 第二章 超声表面滚压加工系统的搭建 |
| 2.1 超声表面滚压加工原理 |
| 2.2 超声表面滚压加工装置 |
| 2.2.1 超声波发生器 |
| 2.2.2 超声波换能器 |
| 2.2.3 超声变幅杆 |
| 2.2.4 超声滚压球 |
| 2.2.5 其它辅助设备 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 试验方案与设备 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.3 超声表面滚压加工处理 |
| 3.4 试样的制备 |
| 3.4.1 圆柱试样的制备 |
| 3.4.2 疲劳试样的制备 |
| 3.5 粗糙度测量 |
| 3.6 硬度测量 |
| 3.7 残余应力测量 |
| 3.8 金相组织观察 |
| 3.8.1 试样的制备 |
| 3.8.2 显微组织的观察 |
| 3.9 透射电镜 |
| 3.10 疲劳试验 |
| 3.11 扫描电镜 |
| 3.12 小结 |
| 第四章 超声表面滚压对试样表面性能影响及晶粒细化分析 |
| 4.1 超声表面滚压加工对试样表面性能的影响 |
| 4.1.1 加工参数对表面硬度的影响 |
| 4.1.2 加工参数对表面粗糙度Ra值的影响 |
| 4.1.3 超声表面滚压加工对表面残余应力的影响 |
| 4.2 超声表面滚压加工对试样表面形貌的影响 |
| 4.3 超声表面滚压加工对试样表层组织的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 45钢疲劳试验结果及分析 |
| 5.1 疲劳数据分析方法 |
| 5.2 45 钢未滚压态试样疲劳试验结果及分析 |
| 5.3 200N/6道45 钢滚压态试样疲劳试验结果及分析 |
| 5.4 400N/6道45 钢滚压态试样疲劳试验结果及分析 |
| 5.5 400N/10道45 钢滚压态试样疲劳试验结果及分析 |
| 5.6 S-N曲线分析 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 疲劳断口分析 |
| 6.1 45钢母材试样疲劳断口分析 |
| 6.2 滚压态试样疲劳断口分析 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要工作回顾 |
| 7.2 本论文今后进一步研究方向 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究（论文参考文献）
- [1]40Cr钢扫描电子束表面强化处理的研究[D]. 龚玉辉. 桂林电子科技大学, 2021
- [2]发动机配气机构凸轮-挺柱接触副材料表面超声滚压强化与疲劳行为研究[D]. 马梦阳. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]D2车轮钢超声滚压处理后组织和性能的研究[D]. 林子龙. 大连交通大学, 2020(05)
- [4]40CrNiMo钢复合表面改性对表面完整性及疲劳性能的研究[D]. 付海. 贵州大学, 2020(04)
- [5]基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控[D]. 尹彭璐. 吉林大学, 2020(08)
- [6]金属材料渗氮层厚度的激光超声检测方法研究[D]. 彭笑永. 郑州大学, 2020(02)
- [7]18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢超高周疲劳性能研究[D]. 李云昆. 昆明理工大学, 2020(05)
- [8]新型轴用钢喷丸强化机理及摩擦磨损和接触疲劳性能研究[D]. 秦海迪. 华南理工大学, 2020(02)
- [9]齿轮齿面喷丸强化研究现状与展望[J]. 朱鹏飞,严宏志,陈志,伊伟彬,吴顺兴. 表面技术, 2020(04)
- [10]超声滚压对45钢表层晶粒细化机理及疲劳性能影响的研究[D]. 丁江灏. 华东交通大学, 2019(04)