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多次冲击碰撞载荷下T10钢的累积宏观塑性变形及其机理分析

作　者: 徐桃
导　师: 石世宏
学　校: 苏州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: T10钢多次冲击碰撞累积宏观塑性变形机理分析
分类号: TG142.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

一般认为材料受低应力小于其屈服极限时不会发生宏观塑性变形,而实际工程机械中如工业泵、阀门和凹凸模等零件在低于其屈服极限应力作用下仍然会发生宏观塑性变形,由此引起的裂纹及其扩展导致零件失效。因此研究零件在多次冲击碰撞载荷下的塑性变形行为及其规律,对提高零件使用寿命、降低生产成本、提高系统的可靠性和安全性有着重要的意义。本文选取刀、模具常用材料——T10钢试件,施以不同的热处理后,在自制多冲碰撞疲劳试验机上对其进行低应力多次冲击碰撞试验。采用坐标网格法研究了T10钢试件在多碰载荷下的宏观塑性变形效应;借助金相显微镜和Jade5.0软件对冲击前后试件的金相显微组织进行观测和分析,研究多次冲击碰撞载荷下试件的累积宏观塑性变形机理。试验结果表明,在冲击碰撞载荷仅为材料屈服极限的1 /8(σ0. 2=820MPa)时,试件仍然发生了明显的宏观塑性变形。随着冲击次数的增加,试件的宏观累积变形量逐步增加,但应变率先大后小,最后趋于停止;随着层高的增加,试件的应变量亦由大变小;当层高增加到一定数值时,试件不再发生变形。与此同时,材料在冲击前后的硬度值也发生了变化,主要表现在:随着冲击次数的增加,试件的硬度值变大;愈靠近表层硬度值增大越明显。比较试验前后试件的微观组织,发现试件在试验后有晶格变长、变宽,晶粒被拉长或断裂等现象,这主要是由于试件在低应力多次冲击载荷下各晶粒内的位错源会释放出大量的位错,这些位错在切变应力作用下沿着滑移面滑移,遇到颗粒状渗碳体等阻碍出现塞积,致使硬度值变大。采用Jade5.0软件对试件累积宏观塑性变形机理分析,通过对微观应变、微观应力、物相检索等参数计算,结果表明:晶体的微观应变产生了滑移和孪晶这两种常温塑性变形,大尺度的微观应变形成了宏观应变,微观残余应变是微观残余应力的表现形式。

多次冲击碰撞载荷下T10钢的累积宏观塑性变形及其机理分析

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