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激光淬火铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能研究

作　者: 裴永存
导　师: 刘勇兵
学　校: 吉林大学
专　业: 材料学
关键词: 铁基粉末冶金材料激光淬火磨损机理摩擦学特性微观结构
分类号: TG156.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本次试验采用了单压/单次烧结方法制备了不同铬含量的Ni-Cr-Cu-Mo-C 系铁基粉末冶金材料,对其进行激光淬火处理,对比处理前后试样的组织与性能及不同铬含量的组织与性能。研究表明:烧结态铁基粉末冶金材料的金相组织为铁素体+珠光体,磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损,高载时还存在剥层磨损。激光淬火处理后试样的显微组织从表面到心部分为三层,即相变硬化层,组织为细小的马氏体+残余奥氏体。第二层为过渡层,组织为马氏体+铁素体+渗碳体的混合组织结构。第三层为基体,显微组织为铁素体+珠光体。激光淬火显著提高了材料的性能,试样淬火后的硬度比淬火前提高了约3 倍,磨损量与摩擦系数也比淬火前有所降低。淬火后试样的磨损机理为:磨粒磨损和氧化磨损,在高载荷下还存在剥层磨损。本试验所用的材料分别含有0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的铬,研究表明,随着铬含量的增加,材料的密度降低、硬度得到提高。摩擦磨损性能在铬含量为1.0%时表现最佳。

全文目录

第一章绪论  8-24
  1.1 粉末冶金材料简介  8
  1.2 国内外粉末冶金材料的应用现状  8-10
  1.3 粉末冶金技术前沿  10-20
    1.3.1 制粉新技术及新型材料的开发  10-13
    1.3.2 压制烧结工艺  13-17
    1.3.3 表面强化处理  17-20
      1.3.3.1 激光硬化技术的优缺点  18-19
      1.3.3.2 激光与材料相互作用的物理过程  19
      1.3.3.3 金属材料在激光辐照下发生变化  19-20
  1.4 磨擦磨损的研究  20-23
    1.4.1 氧化机理主导的磨损  20-21
    1.4.2 塑性变形机理主导的磨损  21-23
    1.4.3 铁基粉末冶金材料的摩擦学特性介绍  23
  1.5 本论文的研究内容  23-24
第二章试验内容与试验方法  24-31
  2.1 试验材料的成分设计  24-26
  2.2 试验材料的制备  26-28
    2.2.1 试验材料的制备的工艺流程  26-27
    2.2.2 原材料的选择及物料的准备  27
    2.2.3 混料过程  27
    2.2.4 压制过程  27
    2.2.5 烧结过程  27-28
  2.3 材料的激光淬火  28-29
  2.4 铁基粉末冶金材料组织性能的测试方法  29-31
    2.4.1 显微组织观察  29
    2.4.2 硬度测试  29
    2.4.3 铁基粉末冶金材料的摩擦学特性研究  29-30
    2.4.4 磨损机理的研究  30-31
第三章铁基粉末冶金材料激光淬火前后的组织性能  31-42
  3.1 试验用烧结态粉末冶金材料的常规性能  31
  3.2 烧结态铁基粉末冶金材料的X 射线相分析  31-32
  3.3 烧结态铁基粉末冶金材料的微观组织结构  32-33
  3.4 铁基粉末冶金材料的激光表面强化  33-42
    3.4.1 激光表面强化工艺参数的确定  33-36
      3.4.1.1 激光功率  34
      3.4.1.2 扫描速度  34-36
    3.4.2 激光表面淬火铁基粉末冶金材料的硬度分布  36-38
    3.4.3 激光表面淬火铁基粉末冶金材料的组织  38-40
    3.4.4 激光淬火表面强化的机理  40-42
第四章激光淬火铁基粉末冶金材料的摩擦磨损特性  42-59
  4.1 试样制备及试验方法  42-44
  4.2 铁基粉末冶金材料的摩擦学特性  44-46
    4.2.1 铬含量对磨损率和摩擦系数的影响  44
    4.2.2 试验载荷对磨损率和摩擦系数的影响  44-46
  4.3 磨损层研究  46-51
    4.3.1 不同Cr 含量材料的磨损表面形貌  46-47
    4.3.2 未经淬火材料在不同试验载荷下的磨损表面形貌  47-49
    4.3.3 磨损表面层的X-射线分析  49-51
  4.4 铁基粉末冶金材料的磨屑分析  51-53
    4.4.1 磨屑形貌分析  51-52
    4.4.2 磨屑的X 射线分析  52-53
  4.5 影响铁基粉末冶金材料摩擦磨损的主要因素  53-58
    4.5.1 材料组织和亚结构的影响  53-54
    4.5.2 孔隙的影响  54-56
    4.5.3 摩擦表面膜的影响  56-58
  4.6 激光淬火铁基粉末冶金材料的摩擦磨损机理  58-59
第五章主要结论  59-61
参考文献  61-65
摘要  65-68
Abstract  68-71
致谢  71-72
导师及作者简介  72

激光淬火铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能研究

内容摘要

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