接触表面摩擦学仿真设计建模研究

利用计算机仿真技术进行摩擦学设计是现代设计方法之一,其中建立合适的关系模型是仿真的重点.本文对接触表面形貌的数学模型和力学模型的建立方法和过程进行了探讨,并在Matlab、有限元分析软件ANSYS中分别实现了表面形貌的模拟仿真和接触应力仿真.分析结果表明,建立正确的仿真模型并辅以参数化设计方法是解决摩擦学仿真问题非常好的实现方法.     

镶铸304不锈钢对高铬铸铁组织和力学性能的影响

采用镶铸法制备了添加不锈钢丝和钢条的不锈钢-高铬铸铁复合材料,并通过控制钢丝的直径及钢条的宽度来控制不锈钢在试样中的体积分数。通过金相显微镜、电子探针、扫描电镜对镶铸了不锈钢钢丝和钢条的复合材料的组织形貌、元素分布及断口形貌进行了研究,通过冲击试验、硬度试验对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明:镶嵌不锈钢能抑制界面附近初生碳化物的长大;界面两侧各元素相互扩散,碳化物在不锈钢侧析出,奥氏体向高铬铸铁侧生长,形成良好的冶金结合;随着不锈钢体积分数的增加,复合试样的冲击韧度不断提高;亚临界热处理会改变复合材料进行力学性能,525℃保温4 h亚临界热处理可以使高铬铸铁硬度提高4 HRC左右,但冲击韧性最高下降约21%。     

高频堆焊耐磨覆层工艺及结合机理研究

采用高频堆焊方法在低碳钢基体上熔敷一层耐磨覆层材料。研究了这种获得覆层材料的工艺；分析了熔剂、粉块厚度、粉块组成和粉末粒度等对覆层质量的影响；测定了主要合金元素的过渡系数。对覆层与基体的结合机理进行了分析，通过界面分析表明：覆层与基体达到了较好的冶金结合。     

热处理对离心铸造高铬铸铁-不锈钢双金属管界面组织及性能的影响

热处理对离心铸造高铬铸铁-不锈钢双金属管界面结合情况有重要影响。对双金属管进行不同热处理,利用电子探针技术观察双金属管复合界面的微观组织形貌;对复合界面进行Cr、C等元素的线扫描;利用洛氏硬度计、显微硬度计测量复合界面处的硬度;利用万能试验机对双金属管做剪切试验。结果表明:高铬铸铁与不锈钢的硬度过渡区域较小,硬度变化比较剧烈;复合界面附近发生了很明显的元素扩散;淬火并高温回火对双金属管是较适合的热处理工艺。     

高铬铸铁耐磨材料在泥沙磨损条件下耐磨性影响因素分析

分析了碳化物形态与分布、基体组织和稀土变质处理对高铬铸铁耐磨材料在泥沙磨损条件下的耐磨性影响。结果表明：碳化物的形态和分布对高铬铸铁的耐磨性有直接影响,块状或短杆状且分布均匀的碳化物对提高材料的耐磨性有利,网状或长针状碳化物对耐磨性不利;在泥沙磨损试验条件下,提高高铬铸铁中基体组织的显微硬度和基体组织与碳化物的结合强度有利于提高高铬铸铁材料的耐磨性;稀土元素的加入,使高铬铸铁的晶粒细化,碳化物颗粒变得细小,分布更为均匀,有利于提高高铬铸铁在泥沙磨损条件下的耐磨性。     

Al_2O_3原材料配比对桥梁钢配套埋弧焊焊剂性能的影响

通过对比不同铝矾土和氧化铝粉末的加入量,调整焊剂中Al_2O_3的整体含量,对各组焊剂分别进行造粒难易程度、脱渣性、焊缝成形性以及熔敷金属力学性能研究,探究最佳的Al_2O_3含量以及铝矾土和氧化铝粉末的加入比例。结果显示,随着Al_2O_3含量在一定范围内增加时,焊剂的脱渣性逐渐增强,熔敷金属的拉伸性能以及冲击韧性也随之提高。当焊剂w(Al_2O_3)23%左右时,焊剂能够达到很好的性能,此时w(矾土)10%,w(氧化铝粉末)15%。     

ZrO_2陶瓷与310S不锈钢反应空气钎焊接头的组织与性能

在钎焊温度1 050℃,保温时间15 min的工艺条件下,采用的Ag-n(CuO)x(x=2%,4%,6%,8%)钎料对ZrO_2陶瓷与310S不锈钢进行反应空气钎焊连接。利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及X射线衍射仪(XRD)对接头的界面组织和钎焊机理进行了研究,分析了CuO含量对接头组织和力学性能的影响。结果表明:Ag-CuO钎料在空气气氛下可以实现ZrO_2陶瓷和310S不锈钢的钎焊,ZrO_2陶瓷与钎料没有发生反应,310S不锈钢与钎料反应在界面处生成了复合氧化物反应层。随着钎料中CuO含量的升高,ZrO_2陶瓷侧的组织没有明显的变化,310S不锈钢侧的复合氧化物反应层逐渐增厚,接头强度则随着CuO含量的增加先提高后降低,在钎料中n(CuO)为4%时,接头抗剪强度达到最大值为69 MPa。     

小孔法测量残余应力

介绍了小孔释放法测量残余应力的原理,以及用来提高测量精度的释放系数修正方法,包括形状改变比能的应变释放系数修正法、应变释放系数分级使用修正法、误差迭代计算修正法、误差曲线修正法等。并分别介绍了钻孔开孔法、喷砂开孔法、高速透平铣孔法等几种常用的开孔方法及其优缺点。还介绍了其他影响小孔法测试结果的因素。     

高铬铸铁耐泥沙磨损的机理探讨

在自制的模拟疏浚工况的立式泥沙磨损试验机上，对45钢和含碳量分别为2％和3％的高铬铸铁进行了泥沙磨损试验。运用扫描电镜观察了这几种材料在泥沙磨损条件下的磨损表面形貌，分析了它们的磨损机理。对于象45钢这类较软的材料，在泥沙磨损条件下，材料的磨损机理主要是显微切削和多次塑性变形。对于含有较多高硬度碳化物质点的高铬铸铁类材料，在泥沙磨损条件下，材料的磨损机理主要是基体组织的显微切削和碳化物颗粒的脱落。提出了在泥沙磨损条件下提高材料耐磨性的途径：一方面是如何减少基体组织的显微切削磨损；另一方面是如何使碳化物不易脱落，更好地起到保护基体的作用。     

焊接参数对304不锈钢激光焊接温度场分布特征的影响

采用红外热像测量的方法,跟踪拍摄304不锈钢激光焊接的过程,研究激光焊接参数对304不锈钢焊接温度场特征的影响。试验结果表明,激光功率一定时,随焊接速度的减小,熔化区域的长度和宽度增大,但温度场分布的基本特征未变;焊接速度一定时,随激光功率的增大,焊缝正面温度场的整体温度升高,特别是熔池后端次高温区的温度显著升高和面积显著增大,但温度场分布的基本特征未变;输入线能量相近时,高功率/高速度组合的“小孔”区域温度较高,低功率/低速度组合的次高温区域的温度较高、面积较大,但是后端焊缝区域的温度较低。