近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)對(duì)石油和天然氣等能源的需求逐漸增加,對(duì)高溫高壓井、深井以及超深井的探索力度顯著提高,復(fù)雜惡劣的鉆井環(huán)境愈發(fā)突顯,常規(guī)螺桿鉆具中的丁腈橡膠定子難以滿足耐高溫的性能要求,因此需要制備全金屬材料螺桿馬達(dá),但全金屬定轉(zhuǎn)子承受著大扭矩、摩擦力以及沖擊力等各種復(fù)雜交變應(yīng)力的作用,極易出現(xiàn)腐蝕、斷裂以及嚴(yán)重磨損等失效現(xiàn)象,因此地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備的研發(fā)及應(yīng)用面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對(duì)全金屬定轉(zhuǎn)子表面磨損嚴(yán)重的技術(shù)難題,本文通過(guò)調(diào)研激光熱處理技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)以及研究現(xiàn)狀,提出了激光熱處理技術(shù)的工藝研究方案。本文采用HJ系列工業(yè)用高功率橫流CO₂激光器對(duì)定轉(zhuǎn)子用4145H鋼進(jìn)行激光淬火處理,通過(guò)金相分析、硬度測(cè)試以及摩擦磨損實(shí)驗(yàn)研究了激光工藝參數(shù)對(duì)淬火質(zhì)量的影響機(jī)制,并通過(guò)ANSYS軟件建立了三維實(shí)體模型,實(shí)現(xiàn)了激光淬火過(guò)程的溫度場(chǎng)仿真模擬。本文通過(guò)綜合分析不同激光工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及模擬仿真結(jié)果,得出激光工藝參數(shù)對(duì)淬火質(zhì)量影響顯著,其中,馬氏體組織含量、表面硬度以及表面磨損程度隨激光功率和激光掃描速度的上升呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),而相變冷卻速度隨激光功率的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

全金屬螺桿鉆具失效實(shí)例圖

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文光淬火技術(shù)對(duì)于提高定轉(zhuǎn)子用4145H鋼材料性能的可行性。1.2.2激光淬火的原理圖1-3激光淬火示意圖圖1-4激光淬火工藝曲線與常規(guī)淬火工藝曲線對(duì)比圖激光淬火又被稱為激光相變硬化，如圖1-3所示，利用高能量的激光光束輻射作用，促使激光輻射區(qū)域內(nèi)的表面材料以極短的時(shí)間達(dá)到奧氏體轉(zhuǎn)變的臨界溫度Ac3或Ac1以上，快速奧氏體化形成奧氏體組織，當(dāng)激光光束輻射過(guò)后，材料表面與基體之間發(fā)生熱量的傳導(dǎo)導(dǎo)致材料表層迅速自冷，材料表層組織發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)化，從而完成相變硬化過(guò)程，如圖1-4所示，曲線1即為激光淬火的溫度曲線，并且對(duì)比圖1-4中常規(guī)淬火的溫度曲線2，可以看出激光淬火和常規(guī)淬火首先都需要將材料加熱到Ac3或Ac1溫度點(diǎn)以上，使得材料溫度達(dá)到奧氏體轉(zhuǎn)變的臨界溫度，以此獲得奧氏體組織，常規(guī)淬火為使材5

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文光淬火技術(shù)對(duì)于提高定轉(zhuǎn)子用4145H鋼材料性能的可行性。1.2.2激光淬火的原理圖1-3激光淬火示意圖圖1-4激光淬火工藝曲線與常規(guī)淬火工藝曲線對(duì)比圖激光淬火又被稱為激光相變硬化，如圖1-3所示，利用高能量的激光光束輻射作用，促使激光輻射區(qū)域內(nèi)的表面材料以極短的時(shí)間達(dá)到奧氏體轉(zhuǎn)變的臨界溫度Ac3或Ac1以上，快速奧氏體化形成奧氏體組織，當(dāng)激光光束輻射過(guò)后，材料表面與基體之間發(fā)生熱量的傳導(dǎo)導(dǎo)致材料表層迅速自冷，材料表層組織發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)化，從而完成相變硬化過(guò)程，如圖1-4所示，曲線1即為激光淬火的溫度曲線，并且對(duì)比圖1-4中常規(guī)淬火的溫度曲線2，可以看出激光淬火和常規(guī)淬火首先都需要將材料加熱到Ac3或Ac1溫度點(diǎn)以上，使得材料溫度達(dá)到奧氏體轉(zhuǎn)變的臨界溫度，以此獲得奧氏體組織，常規(guī)淬火為使材5

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3463765