發(fā)布時間：2022-10-09 15:57

　　球墨鑄鐵因具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性和鑄造性能而被廣泛應(yīng)用于列車制動盤的制造。制動盤是列車制動系統(tǒng)的重要組成部件,車輛制動時,制動盤與摩擦襯塊之間發(fā)生劇烈摩擦,列車的動能被轉(zhuǎn)化為熱能,制動盤溫度升高,待制動結(jié)束后又恢復(fù)常溫狀態(tài)。因此在制動盤服役期間,其溫度會不可避免地發(fā)生升高-降低的交替變化,從而使其長期受到循環(huán)熱應(yīng)力的作用,最終在表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋而導(dǎo)致失效。熱疲勞開裂是制動盤失效的主要形式之一,為了保證行車安全不得不對失效制動盤進(jìn)行更換,由此以來不僅增加了車輛的運維成本,還造成大量的資源浪費。因此,對失效制動盤進(jìn)行再制造,修復(fù)其表面的熱疲勞裂紋,延長其使用壽命具有重要意義。然而由于球墨鑄鐵中存在著較多的石墨,在對裂紋進(jìn)行重熔彌合后會產(chǎn)生嚴(yán)重的“白口化”現(xiàn)象,此外還極易形成脆硬相和微裂紋,給裂紋的修復(fù)造成了極大的困難。傳統(tǒng)的修復(fù)方法通常是預(yù)熱后采用焊接工藝對熱疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù),盡管可以在一定程度上將熱疲勞裂紋愈合,但是依然存在一些不容忽視的問題,例如,修復(fù)工藝繁瑣、修復(fù)成本高、過程復(fù)雜、修復(fù)周期較長、焊縫熱影響區(qū)存在殘余熱應(yīng)力等等。因此,目前要解決的問題便是探索一種可以有效修復(fù)熱疲勞裂... 

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 制動盤的特點及材料
    1.3 球墨鑄鐵制動盤熱疲勞的研究概述
        1.3.1 制動盤的熱疲勞裂紋
        1.3.2 熱疲勞裂紋的萌生
        1.3.3 熱疲勞裂紋的擴展
    1.4 熱疲勞裂紋的修復(fù)
        1.4.1 常見的裂紋修復(fù)技術(shù)及存在的問題
        1.4.2 激光修復(fù)技術(shù)
    1.5 耦合仿生學(xué)概述
        1.5.1 仿生學(xué)概述
        1.5.2 耦合仿生理論
        1.5.3 耦合仿生理論的應(yīng)用
    1.6 課題研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 自熔性合金粉末
    2.2 實驗方案設(shè)計
    2.3 試樣制備
        2.3.1 試樣的預(yù)處理
        2.3.2 激光修復(fù)設(shè)備
        2.3.3 激光仿生熔凝修復(fù)試樣制備
        2.3.4 激光仿生熔覆修復(fù)試樣制備
    2.4 拉伸試驗
    2.5 熱疲勞試驗
    2.6 微觀分析與性能測試
        2.6.1 單元體的顯微組織觀察
        2.6.2 顯微硬度測量
        2.6.3 物相組成分析
第3章 熱疲勞裂紋的激光熔凝仿生修復(fù)研究
    3.1 引言
    3.2 激光熔凝仿生修復(fù)參數(shù)設(shè)計
        3.2.1 正交試驗方案設(shè)計
        3.2.2 正交試驗結(jié)果分析
        3.2.3 試驗因素對單元體有效深寬比的影響
    3.3 激光能量密度對熱疲勞裂紋激光熔凝修復(fù)的影響
        3.3.1 激光參數(shù)設(shè)計
        3.3.2 單元體的結(jié)構(gòu)與尺寸分析
        3.3.3 單元體的顯微組織分析
        3.3.4 單元體的顯微硬度
        3.3.5 激光能量密度對試樣拉伸性能的影響
        3.3.6 激光能量密度對試樣熱疲勞性能的影響
        3.3.7 激光仿生熔凝修復(fù)試樣抗熱疲勞機理分析
    3.4 激光能量密度與熱疲勞裂紋寬度關(guān)系的回歸分析
        3.4.1 回歸方程的建立
        3.4.2 激光熔凝修復(fù)的局限性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 熱疲勞開裂的激光增材仿生修復(fù)研究
    4.1 引言
    4.2 合金粉末的選擇
    4.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的制備
    4.4 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的組織與性能
        4.4.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體顯微組織與物相分析
        4.4.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)單元體的顯微硬度分析
    4.5 仿生修復(fù)試樣的抗熱疲勞性能分析
        4.5.1 單元體性能對仿生修復(fù)試樣熱疲勞性能的影響
        4.5.2 單元體間距對仿生修復(fù)試樣抗熱疲勞性能的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[5]基于強脈沖電流金屬材料裂紋止裂及愈合技術(shù)研究[D]. 于靜.大連理工大學(xué) 2014
[6]形態(tài)、材料耦元對低碳鋼拉伸性能的影響[D]. 王傳偉.吉林大學(xué) 2014
[7]激光仿生耦合處理灰鐵材料的疲勞后磨損性能[D]. 張鵬.吉林大學(xué) 2014
[8]激光仿生耦合處理鑄鐵材料的抗熱疲勞性能研究[D]. 佟鑫.吉林大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于多元耦合仿生理論的鋁合金抗污自清潔表面的制備[D]. 婁廣軍.山東理工大學(xué) 2019
[2]鑄鐵制動盤仿生表面的激光熔覆制備研究[D]. 朱旭.吉林大學(xué) 2017



本文編號：3688932