本文針對典型重載齒輪Fe-Cr2Ni4合金材料,開展表面深層梯度強化研究,通過精確控制熱處理工藝,利用淬火-碳再分配及析出相強化的方式增加強韌性,同時優(yōu)化強韌性匹配,獲得接觸疲勞性能優(yōu)異的梯度強化耐磨層。借助場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM),電子背散射衍射(EBSD),場發(fā)射透射電子顯微鏡(TEM),X射線衍射儀(XRD)等測試手段,通過解析梯度強化層的微觀組織、晶格結(jié)構(gòu)、位錯組態(tài)、相界演變等,探討Fe-Cr2Ni4合金高強韌梯度耐磨層的強化機制。為進一步闡明抵抗接觸疲勞磨損的梯度強化層微觀組織對宏觀性能的影響機制,本文借助Hypermesh/Abaqus等計算機輔助軟件,基于高強韌梯度材料的真實組織,開展疲勞應力場模擬計算分析,以獲取梯度強化層的應力場分布,進而闡明梯度強化層疲勞磨損的失效機制。同時,為了系統(tǒng)研究通過高碳勢原子擴散獲取深層強化層的微觀作用機理,本文進一步結(jié)合第一原理計算和分子動力學模擬,研究單間隙碳原子在面心立方晶格中的固溶及遷移性質(zhì),探討多間隙碳原子體系的空間分布規(guī)律及其對碳原子遷移擴散的影響,并從分子動力學角度論證多間隙原子體系的非均勻穩(wěn)定性質(zhì)。主要得出以下結(jié)論:對...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 重載齒輪梯度耐磨層的強化途經(jīng)
    1.3 重載齒輪梯度耐磨層的疲勞磨損
    1.4 多尺度模擬計算在梯度耐磨層中的應用
    1.5 研究內(nèi)容及意義
2 高強韌Fe-Cr2Ni4 耐磨層的組織與力學行為
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及方法
    2.3 梯度耐磨層淬火組織特征與力學性能
    2.4 梯度耐磨層低溫回火組織演變與力學性能
    2.5 梯度耐磨層低溫退火強韌化機制探討
    2.6 本章小結(jié)
3 高強韌Fe-Cr2Ni4 耐磨層的接觸疲勞損傷行為
    3.1 引言
    3.2 實驗材料及方法
    3.3 不同深度梯度耐磨層的力學性能
    3.4 高強韌梯度耐磨層的疲勞磨損性能
    3.5 高強韌梯度耐磨層的疲勞磨損特征
    3.6 高強韌梯度耐磨層的疲勞磨損機制
    3.7 本章小結(jié)
4 高強韌Fe-Cr2Ni4 耐磨層的疲勞應力分布
    4.1 引言
    4.2 模擬計算方法
    4.3 高強韌梯度耐磨層的接觸應力場
    4.4 本章小結(jié)
5 Fe系合金強化層的間隙原子擴散形成機理
    5.1 引言
    5.2 模擬計算分析方法
    5.3 間隙微區(qū)間隙原子非線性躍遷
    5.4 間隙原子擇優(yōu)取向
    5.5 間隙原子非均勻穩(wěn)定態(tài)的分子動力學模擬
    5.6 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3916980