【摘要】： 由于材料的被加工性能對生產成本的影響較大,因此本文研究了GDL-4新材料的被加工性能。GDL-4新材料應用在空調的滑片中以取代價格昂貴的M2,因此其力學性能與被加工性能均需達或接近到M2的性能,所以GDL-4新材料的力學性能與被加工性能均與M2比較。本文介紹了低合金高速鋼的發(fā)展情況及其特點,GDL-4新型低合金高速鋼具有低成本,高強度的優(yōu)點,但其切削性能不佳,使其在大規(guī)模生產中受到限制。 通過與M2的對比,從以下幾個方面研究了GDL-4的切削性能： 第一、加工硬化對GDL-4切削性能的影響 在切削加工硬化率高的材料時,由于其切削面的改變,使切削時所需能量增加。影響加工硬化率的原因有兩個。(1)根據位錯平均自由程原理,位錯的平均自由程大,其加工硬化率更高。在退火狀態(tài)下,由于GDL-4的鐵素體量比M2的多,其平均自由程大,所以GDL-4加工硬化指數(shù)更高。(2)在GDL-4新材料中,固溶了大量非碳化物形成或弱碳化物形成元素,而M2中此類固溶元素較少。固溶在鐵素體基體中的合金元素向位錯處偏聚,與位錯發(fā)生交互作用,使位錯難以運動,增加了流變應力。因此GDL-4的加工硬化率較高。 第二、切削溫度對GDL-4切削性能的影響 較高的切削溫度可使刀具軟化,加速了刀具的磨損速度,使生產成本增加。而刀具的軟化又導致切削力周期性的變化,使機床產生震動,導致切屑的碎斷。隨著切屑長度的變小,切屑帶走的熱量減小,進一步的提高了刀具溫度。影響切削溫度的原因主要是材料的熱物性,包含兩個方面。(1)熱容量對切削溫度的影響。由于GDL-4中固溶了大量的Si、Al大半徑原子,使熱容量降低。因此在吸收相同的熱量時,其溫度升高更多。(2)導熱系數(shù)對切削溫度的影響。GDL4的導熱系數(shù)較低,吸收熱量后不容易散發(fā),導致局部地區(qū)熱量過多。而GDL-4材料的熱容量小,導熱系數(shù)小,因而其切削溫度高。 第三、碳化物對GDL-4切削性能的影響 包括以下三個方面。(1)GDL-4碳化物質點的平均間距較大,材料整體的斷裂韌性高,切削時不易斷裂。(2)GDL-4碳化物的斷裂韌性較差,當其作為裂紋源時,對切削性能有益。但斷裂后的碳化物對刀具的磨損作用增大,產生不利影響。(3)GDL4與M2的碳化物硬度與其分布相差不多,對刀具的磨損作用相當,GDL-4碳化物硬度不是影響可切削性的原因。 在改變其成分后,切削性能達到了要求。為了進一步提高新材料的性能,采用感應淬火,經低溫回火,最后進行高溫回火這一新的熱處理工藝。此工藝利用感應加熱時間短、熱量高的特點,使合金元素充分溶解到基體中,保證了回火時所必須的合金元素。低溫回火使隨后析出的合金碳化物更加細小、彌散。通過這種新的熱處理工藝,使GDL-4新材料的強度滿足了實際要求。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TG142.45

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