一、金属弯曲疲劳试样的制备及试验条件对试验结果的影响（论文文献综述）
杜东兴[1]（2014）在《表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响》文中认为钛合金是制造飞机起落架、襟翼滑轨和航空发动机压气机等关键零部件的重要材料，常规疲劳（PF）和微动疲劳（FF）是影响这类钛合金重要部件的主要隐患。为满足大型客机起落架和襟翼滑轨研发的需求，我国自主开发了TC18和TC21新型高强度钛合金，高强度钛合金的疲劳性能对表面完整性十分敏感，机械加工和表面处理会对其表面完整性和疲劳性能产生重要影响。钛合金属于难加工材料，为保证TC18和TC21钛合金零部件的疲劳抗力，研究机加工表面完整性对这类钛合金疲劳抗力的影响规律和机理十分必要。喷丸强化（SP）是提高钛合金疲劳抗力的重要手段；超音速火焰喷涂（HVOF）WC-Co涂层是改善钛合金起落架、襟翼滑轨耐磨性能的重要方法，但不利于疲劳性能。然而，有关SP、喷砂预处理与HVOF WC-Co涂层复合对高强度钛合金疲劳抗力影响规律的研究较少。为此本文以TC18与TC21钛合金为研究对象，研究机加工表面完整性对高强度钛合金疲劳行为的影响规律和机制；探讨SP及其完整性对高强度钛合金疲劳行为的影响规律与机理；对比研究喷砂、喷丸与HVOF WC-17Co涂层复合处理对新型高强度钛合金疲劳行为的影响规律及作用机制。此外，有关类金刚石膜（DLC）、类石墨膜（GLC）对钛合金FF抗力影响的异同性，以及TiN与Ag复合膜对钛合金FF行为影响规律与作用机制的研究尚未见报道，故本文选择常用的TC4钛合金为对象，研究上述膜层对钛合金FF行为的作用规律和机制，拟为改善钛合金抗FF性能寻求新途径。本文取得的主要结果如下：（1）研究发现车削加工走刀量是影响高强度钛合金表面完整性最显著的因素，粗车、精车及精车后抛光的高强度钛合金的疲劳抗力有显著差异，此归于机加工方式对高强度钛合金表面完整性的不同影响作用，机加工表面粗糙度和纹理特征的差异是影响高强度钛合金表面完整性和疲劳抗力的主导因素。同时发现“α+β相”网篮组织的TC21钛合金较“等轴α相+条状α相+β转变相”组织的TC18钛合金具有更高的缺口敏感性。喷丸强化能够有效抑制与疲劳载荷垂直取向的机加工沟槽造成的缺口效应，显著提高了高强度钛合金的疲劳抗力，此归于喷丸强化引入了分布较深的表面残余压应力场，并部分去除了有害的沟槽，有效延缓了疲劳裂纹的萌生和早期扩展。（2）合理强度的喷丸处理能够显著提高TC21和TC18钛合金的疲劳抗力，主要原因归于SP处理引入的残余压应力使疲劳裂纹源移至钛合金次表层，喷丸造成的加工硬化和组织细化阻碍疲劳裂纹的萌生，喷丸残余压应力场阻止或延缓疲劳裂纹萌生与扩展。SP改善高强度钛合金抗疲劳性能的效果与SP强度的关系不是单调变化规律，原因归于SP对钛合金表面存在有利和不利双重影响因素，在合理的SP参数下有利因素起主导作用，钛合金可获得良好的表面完整性和高的疲劳抗力。然而，当SP强度过高时，表面粗糙度增大、表面脱层或开裂等不利因素起主导作用，降低了SP的强化效果，甚至造成有害影响。强度相近的TC21和TC18钛合金因表面缺口敏感性和SP形变行为不同，所需的最佳SP强度和强化效果也不同。因此对于强度相近但组织不同的材料不宜盲目规定统一的SP工艺。（3）HVOF WC-17Co涂层处理使TC21钛合金疲劳抗力显著降低，此归于WC-17Co涂层韧性低、表面粗糙度大，以及表面有残余拉应力和孔洞缺陷存在。喷砂前处理后进行WC-17Co涂层处理使TC21钛合金基材疲劳抗力降低程度更大，原因主要是WC-17Co涂层固有疲劳抗力差，同时，HVOF过程的高温效应使喷砂引入的表面残余压应力严重松弛，进而使喷砂造成的表面缺口效应的不利影响突显。SP前处理后进行WC-17Co涂层处理使TC21钛合金疲劳抗力降低的程度明显比喷砂前处理试样低，原因归于SP引入的残余压应力层深和数值较大，HVOF过程中松弛程度不显著。（4）对HVOF WC-17Co涂层进行抛光处理能使其抗疲劳性能得到改善，采取合理的喷丸参数对抛光处理的HVOF WC-17Co涂层进行SP后处理能够进一步改善其抗疲劳性能，其疲劳抗力明显高于TC21钛合金基材，此归于SP在WC-17Co涂层表面引入了合理分布的残余压应力，同时未明显增大表面粗糙度和造成表面损伤。然而，当SP强度过高时，SP造成WC-17Co涂层开裂和界面分离，同时使涂层表面引入的残余压应力松弛，不利于涂层的抗疲劳性能。（5）非平衡磁控溅射离子镀DLC与GLC硬质润滑膜层均能有效改善TC4钛合金的抗微动磨损（FW）性能和抗FF性能，原因归于这两种膜层有良好的减摩性能。DLC膜层抗FF性能明显优于GLC膜层，此归于DLC膜层具有更高的膜基结合强度和良好的强韧综合性能。研究同时发现膜基结合强度和强韧综合性能对FF抗力的影响作用比摩擦因数的影响更大。（6）在硬质TiN膜层中掺杂一定量的Ag元素（0.5%～20%Ag原子比）制备的TiN-Ag复合膜层由纳米晶的TiN相和Ag单质相组成，能够有效提高钛合金的抗FW和抗FF性能，抗FF性能优于TiN膜或Ag膜，原因归于复合膜层具有良好的强韧综合性能、减摩润滑性能和高的膜基结合强度。当复合膜层中Ag原子含量在2%5%时，抗FF性能最优，此归于该复合膜层具有最佳的表面完整性，有效抑制了FF裂纹的萌生和早期扩展。在软质Ag膜层中掺杂一定量的TiN相（60%～80%Ag原子比）制备的Ag-TiN复合膜层能够有效提高钛合金的抗FW和抗FF性能，抗FF性能同样优于TiN膜或Ag膜，原因归于该类复合膜层具有较好的强韧综合性能、减摩润滑性能和较高的膜基结合强度，同时这类膜层中有数值较大的残余压应力存在。然而，当Ag原子含量高于90%时，TiN相难以形成，复合膜层的强韧性能未能得到有效改善，抗FF性能不及TiN或Ag膜层。（7）研究发现在膜层结合强度足够高和强韧综合性能足够优的前提下，硬质固体润滑膜层（GLC和TiN-Ag复合膜层）因拥有更高的承载能力和抗磨耐久性，故表现出比软质固体润滑膜层（Ag膜和Ag-TiN复合膜）更好的抗FF性能。钛合金抗FW和抗FF性能所需要的表面完整性较为一致，但抗FF性能对表面膜层的强韧综合性能的要求更高，影响离子增强沉积膜层抗FF性能的重要因素包括膜基结合强度、膜层强韧综合性能、膜层的减摩润滑性能，此外，残余压应力也有一定的影响作用，只有这些因素达到最佳匹配从而获得最好的表面完整性时，膜层才能达到显著提高钛合金抗FF性能的目的。
赖福强[2]（2019）在《新型充钠气门制备及其摩擦磨损和疲劳性能研究》文中研究说明气门是发动机配气机构的关键零部件,气门与座圈配合对气缸起密封作用,并控制新鲜空气的吸入与燃气的排出,其工作的稳定性和可靠性直接影响发动机的动力性、经济性、可靠性、排放性能乃至使用寿命。气门-座圈接触副工作于高温度、高应力和腐蚀性气氛的恶劣环境中,容易发生磨损失效。随着发动机性能指标的不断提高,特别是增压和强化技术的应用,导致发动机的转速、燃烧室的爆发压力、气门的工作温度越来越高,使气门-座圈的工作环境进一步恶化,磨损更加严重。虽然实心气门选择了性能较为优异的材料,但仍不能满足发动机高性能指标提升的要求。而充钠气门由于具有降低气门工作温度、减轻气门重量的两大突出优势,是发动机性能提升的主要途径之一,目前得到了越来越多的关注。本文针对某发动机对高性能气门的迫切需求,在不同气门制备方法优缺点分析的基础上,提出气门的镦粗-钻孔-摩擦焊制备方法,开展了42Cr9Si2和23-8N气门材料高温摩擦磨损性能和旋转弯曲疲劳性能研究,探讨了表面超声滚压技术对排气门材料23-8N的强化效果,设计开发了新型气门-座圈模拟台架试验装置,并对所制备的空头充钠气门进行可靠性考核试验验证,具有重要的理论意义和实用价值。新型充钠气门的制备方法和关键工艺过程研究。在气门制造工艺分析的基础上,提出空头充钠气门的镦粗-钻孔-摩擦焊制备方法。通过不同气门制造方法的优劣势对比,确定了镦粗-钻孔-摩擦焊方法的全制造工艺流程;分别对两种材料42Cr9Si2和23-8N的空头充钠气门制造关键工艺过程即气门头部摩擦焊进行研究,探讨了不同工艺条件下的焊缝质量,获得优化后的工艺参数范围;制备了小批量的两大类空头充钠气门,与实心气门相比,空头充钠气门重量相对减轻了16.14%17.44%。开展42Cr9Si2和23-8N气门材料的摩擦磨损性能研究,明晰两种材料高温磨损机理。采用销盘式磨损试验机对42Cr9Si2和23-8N气门材料进行了不同温度的摩擦磨损性能研究,发现550oC和600oC分别是42Cr9Si2和23-8N摩擦磨损行为出现较为明显变化的临界温度。低于临界温度时气门材料的摩擦系数和磨损量相对较大,42Cr9Si2材料的磨损机理是磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损混合机制,23-8N材料磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损的混合机制,并伴随一定程度氧化磨损;达到临界温度时,磨损表面产生具有保护作用的氧化膜,气门材料的摩擦系数和磨损量明显降低,此时42Cr9Si2以轻微氧化磨损机理为主,伴随黏着磨损;23-8N为氧化磨损机理为主,伴随黏着磨损。开展42Cr9Si2和23-8N气门材料的旋转弯曲疲劳性能研究,明晰两种材料的疲劳断裂机理。采用三参数幂函数表达S-N曲线,通过相关系数优化法确定了两种气门材料在不同温度下的S-N曲线表达式;确定了42Cr9Si2材料在25℃650℃三个温度下的疲劳强度,发现其断口均为表面断裂模式,典型断口可分为裂纹萌生区、裂纹扩展区、断裂区三个区。确定了23-8N气门材料在25℃800℃七个温度下的疲劳强度,发现其断口也以表面断裂模式为主,典型断口也可分为三个区。在300℃时,有试样因为杂质的存在,裂纹在试样次表面萌生,属于次表面断裂模式。开展排气门材料23-8N表面超声滚压强化技术研究,探讨气门材料表面强化机制,分析强化技术对材料疲劳性能和耐磨性能的影响。使用表面超声滚压技术对23-8N排气门材料进行表面强化,材料表面生成了具有一定厚度的经过剧烈塑性变形的改性层。和未处理材料相比,改性层材料的晶粒得到显著细化,形成厚度为50150 nm板状纳米级晶粒,改性层材料晶粒内部位错增加,晶粒之间取向差增大。超声滚压处理后,表面粗糙度Ra由0.84μm降为0.21μm,最大残余压应力达到-908 MPa;最大硬度达430.6 HV0.2,硬化层深度为800μm;超声滚压后23-8N气门材料在25℃和650℃的抗拉强度、疲劳强度均得到显著提高。超声滚压处理后,材料在微动磨损和滑动磨损试验条件下,耐磨性能均得到提高。空头充钠气门零件的模拟台架装置搭建和考核试验研究。设计开发新型气门-座圈模拟台架试验装置,对空头充钠气门进行了考核试验,通过1000万次落座冲击,验证了空头充钠气门可靠性。优化后空头气门设计制造参数为:头部采用23-8N材料、氮化处理,杆部采用42Cr9Si2材料、氮化处理,杆端面帽形淬火,盘锥面堆焊Stellite F合金。气门头部可靠性和盘锥面耐磨性均满足要求。在高温干摩擦试验环境,气门-座圈接触副的主要磨损机理是黏着磨损、氧化磨损和表面疲劳磨损的相互综合作用。对某款汽油发动机实心排气门和空杆充钠排气门温度分布进行测试,相比于实心排气门,空杆充钠排气门整体最高温度从745℃降到590℃,相对降低20.80%,降温效果得到验证。
薛红前[3]（2006）在《超声振动载荷下材料的超高周疲劳性能研究》文中研究表明应用超声疲劳试验技术研究高速运转结构件材料107周次以上的超高周疲劳行为是近年来疲劳研究的一个新课题。本文针对汽车发动机部件材料球墨铸铁GS51、D38MSV5S合金结构钢、铸铝2-AS5U3G-Y35以及新一代高温材料TiAl基合金所面临的高频、低幅超高周疲劳问题，开展了试验研究。着重从试验设计、疲劳机理分析上进行了深入的探讨，目的在于探索材料的超高周疲劳行为，揭示其超高周疲劳损伤机理。 在扭转、弯曲疲劳振动理论分析的基础上，设计并开发了扭转超声疲劳实验系统及三点弯曲超声疲劳实验系统。并首次将其应用于材料的超高周疲劳性能的试验研究。此外，针对现有超声疲劳试样在疲劳试验过程中出现的问题，提出并分析了超声疲劳试样几何形状优化的设计方法。 为了考察试验频率、应力比对材料疲劳行为的影响以及材料的超高周疲劳行为，试验研究了球墨铸铁GS51、D38MSV5S钢以及铸铝2-AS5U3G-Y35的超声疲劳和常规疲劳行为，试验分别在应力比R=0.1和R=-1的条件下进行。结果发现：在不同应力比条件下，所有试验材料没有呈现明显的频率效应。疲劳循环数大于107周时，各种材料的试样都会发生疲劳破坏，不存在疲劳极限。低周疲劳（＜106周）循环条件下，疲劳裂纹萌生于试样表面。高周循环条件下，对于D38MSV5S钢及铸铝2-AS5U3G-Y35，疲劳裂纹常萌生于试样内部或次表层，然而，对于球墨铸铁GS51，试样表面球墨及内部缩孔等缺陷都会引起试样发生超高周疲劳破坏。应力比影响合金的超高周疲劳行为，应力幅对D38MSV5S钢的疲劳性能影响较明显。 D38MSV5S钢以及铸铝2-AS5U3G-Y35的超声扭转疲劳试验结果显示，S-N曲线呈现连续下降的趋势，疲劳循环数大于109周时，仍有试样发生疲劳破坏，不存在疲劳极限。疲劳裂纹总是从承受最大应力的试样表面萌生。 应用三点弯曲超声疲劳试验系统，分别在应力比R=0.1，R=0.5 R=0.7及条件下，进行TiAl基合金三点弯曲超声疲劳试验，结果发现： （1） 应力比R=0.7时，在疲劳循环数大于107周时，S-N曲线呈现水平，而当R=0.1及R=0.5时，S-N曲线在105-1010周之间连续下降，不存在疲劳极限。应力比影响TiAl基合金的超高周疲劳行为。 （2） TiAl基合金的疲劳寿命主要由疲劳裂纹萌生阶段决定，疲劳源主要发生在承受最大应力的试样表面，在超高周循环下，疲劳裂纹也会从试样次表面下的疏松、层片域团界面的γ晶
肖娜[4]（2020）在《高性能重载齿轮钢疲劳破坏行为及夹杂物评估技术研究》文中进行了进一步梳理齿轮作为发动机系统中必不可少的传递动力的重要机械部件,在服役过程中承受着弯曲、扭转和接触等周期性的变化应力作用,疲劳断裂为其主要失效形式。为了保证齿轮心部在保持足够强度和韧性的条件下,表层具有很高的硬度和耐磨性,齿轮往往需要进行渗碳等表面强化处理。随着齿轮传动向着高速、重载、低噪声和轻量化的方向发展,对齿轮钢提出了越来越高的长寿命化要求。对此,本文以四炉不同冶金质量的重载传动系统用20Cr2Ni4A齿轮钢为研究对象,采用真空渗碳、电化学充氢、旋转弯曲疲劳试验机、扫描电镜及透射电镜等实验设备和技术,系统地研究了真空渗碳处理及钢材冶金质量对其高周疲劳断裂行为的影响规律,获得了一种综合考虑非金属夹杂物和渗碳层参数的渗碳齿轮钢疲劳强度的预测模型,提出了利用氢脆现象来高效地评估高洁净度齿轮钢中粗大夹杂物的一种新型的方法—氢脆拉伸法。主要得到如下结论:对实验钢真空渗碳热处理前后的高周疲劳性能的研究结果表明,在疲劳裂纹萌生源位于渗碳层的前提下,真空渗碳处理能够显著地提升其疲劳性能,疲劳强度由未渗碳时的664 MPa提升至渗碳后的915 MPa,提升幅度约为38%,且控制宏观裂纹扩展的临界应力场强度因子幅同样得到显著提高。此外,疲劳断口分析发现渗碳处理还显著地促进了高周疲劳条件（～106周次以上）下疲劳源处夹杂物周围粗糙粒状亮区（Granular Bright Facet,GBF）的形成。真空渗碳处理的这些良好作用主要是由于渗碳层高的硬度及渗碳后引入的较高残余压应力对疲劳裂纹萌生和扩展具有一定的抑制作用,使得渗碳处理后高周疲劳断裂的机制由试样表面诱导疲劳断裂为主的模式转变至内部非金属夹杂物诱导疲劳断裂为主的模式。不同渗碳层厚度对实验钢高周疲劳性能影响的研究结果表明,疲劳强度随着有效渗碳层厚度的增加呈现先增加后减小的变化特征,在有效渗碳层厚度约为0.86mm时获得最优的疲劳强度919 MPa。结合文献数据,提出采用无量纲的相对渗碳层厚度（有效渗碳层厚度与试样截面尺寸的比值）来表征渗碳层厚度对渗碳钢疲劳强度的影响规律。进一步分析表明,这种变化特征主要是由于改变渗碳厚度所不可避免引起的渗碳层残余应力和晶粒尺寸等因素的变化引起的。因此,需综合考虑相对渗层厚度及其它渗层参数变化等因素来优化真空渗碳齿轮钢的疲劳性能。针对四组具有不同冶金质量齿轮钢的高周疲劳破坏行为的研究表明,随着钢材冶金质量提升,渗碳齿轮钢的疲劳性能得到大幅度提高;钢中氧含量高低并不能完全衡量其疲劳性能的优劣,非金属夹杂物的类型和尺寸决定了渗碳齿轮钢高周疲劳断裂的失效机制。对此,基于渗碳齿轮钢非金属夹杂物诱导疲劳断裂失效机制,对Tanaka-Akiniwa预测模型中的参数进行了优化,提出了一种综合考虑非金属夹杂物和渗碳层参数影响的适用于渗碳齿轮钢的疲劳强度预测模型,模型预测的疲劳强度与实验值和有关文献数据吻合程度较好,误差在10%之内。高洁净度钢材中对疲劳性能危害极大的大尺寸非金属夹杂物出现的概率低,因此选用合适的夹杂物检测方法就尤为重要。对此,探讨了一种新型的高洁净度钢材中夹杂物评估方法—氢脆拉伸法,即将淬火+低温回火态20Cr2Ni4A钢拉伸试样经过适当的电化学充氢,其常规拉伸断口由于氢脆现象存在有以粗大非金属夹杂物为中心的脆性平台,从而可方便快捷地在扫描电子显微镜下对夹杂物的类型、尺寸和分布等进行检测,随后利用极值统计法对钢中夹杂物的最大尺寸进行评估,据此进行高周疲劳强度预测。结果表明,氢脆拉伸法得到的结果与疲劳结果相吻合,因此,该方法有望成为预测高洁净度高强度钢中最大夹杂物尺寸及其疲劳强度的一种有效方法。
黄新波[5]（2005）在《真空熔覆Ni基合金—碳化钨和Co基合金—碳化钨复合涂层的制备及性能研究》文中研究指明本文总结了当前表面工程技术的发展现状和真空熔覆的现有研究成果;比较了真空熔覆与真空烧结的异同点;分析了真空熔覆技术的优缺点以及影响涂层性能几个重要因素;并采用该技术在45钢基体上制备了Co基合金—碳化钨和Ni基合金—碳化钨复合涂层,对其进行系统的理论与试验研究。 基于液相烧结理论和有关真空熔覆的研究成果,研究了真空熔覆过程和机理,首次将真空熔覆过程大致总结为四个阶段:液相生成与颗粒重排阶段,固相溶解和析出阶段,固相骨架形成阶段,液相合金与固相基体之间的互扩散阶段。并指出真空熔覆机理就是研究熔覆过程中各种可能的物质迁移方式及速率,主要是各类扩散机制。 采用分子动力学这一“计算机试验”手段来研究真空熔覆过程和界面处的原子扩散,首次建立了三维分子动力学计算模型,模拟了熔覆过程（升温2.5h—在1160℃保温5min—降温3.5h）中合金与Fe基体之间的原子扩散过程与趋势,模拟了不同原子在真空熔覆过程中的运动轨迹,从微观角度上分析了真空熔覆过程和涂层与基体的结合机理,并给出了原子扩散距离的计算公式。真空熔覆WC/Ni和WC/Co的SEM照片和电子探针的波谱分析结果表明在界面处发生了原子扩散,这说明了分子动力学的模拟结果是正确的。 基于真空熔覆过程相当于“高温退火”处理的事实,首次研究了热处理对真空熔覆涂层的性能影响,按照45钢热处理工艺对涂层进行“正火”和“调质”热处理。借助扫描电子显微镜和X射线能谱仪,观察和测量涂层在不同热处理后的显微结构和化学成分,分析热处理对涂层显微结构的影响;结合涂层的X射线衍射图谱分析涂层的相结构。研究了热处理对合金涂层材料（涂层和基体）洛氏硬度和显微硬度的影响;分析了涂层硬度与真空熔覆温度的关系,并确定了Co基合金和Ni基合金涂层的最佳熔覆温度。 提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法,求出钴基合金涂层在真空熔覆高温期间的扩散系数(Ni、Co、Fe等合金元素的扩散系数均大于10-6mm2/s);分析了原子扩散对真空熔覆涂层的显微组织、显微硬度以及界面结合强度的影响;证实了涂层与钢基体在界面处发生原子扩散形成牢固的冶金结合（370～400MPa）。 研究了Ni基合金和Co基合金涂层的耐磨性与自熔性合金,碳化钨含量,施加载荷,热处理,真空熔覆温度之间的关系。发现合金涂层的磨损率与涂层硬度成反比,但与施加载荷不成正比关系,Holm的粘着磨损理论无法阐明施加载荷与磨损率的这种关系。本文对粘着磨损理论进行修正,提出经验磨损公式,较完善
温俊霞[6]（2020）在《热冲击条件下钴基合金的组织演化与失效机理》文中提出钴基合金作为传统的高温合金,在核电设备及航空航天设备中发挥着不可替代的作用。本研究所用钴基合金采用热等静压技术制备,具有非常好的高温强度和耐蚀性,这种合金使用环境特点包括剧烈加热和急速冷却的温度变化,因此本文针对热冲击试验中钴基合金的组织演化和失效机理从氧化、力学性能、组织和应力四个方面进行了综合研究。通过静态氧化试验,分析了钴基合金的静态氧化产物、氧化动力学。同时进行了静态氧化处理前后试样的压缩力学性能、静态氧化条件下的高温拉伸和高温疲劳性能的测试,分析了不同条件下钴基合金试样断裂行为的差异,结果都表明静态氧化中的氧化对钴基合金力学性能的影响不明显。针对热冲击前后的钴基合金,进行了拉伸性能、抗弯性能等宏观力学性能测试和纳米压痕方法的微观力学性能测试。研究发现:钴基合金热冲击试样横截面上的大面积损伤（氧化裂纹）是钴基合金宏观力学性能下降的主要因素。残余应力、位错密度和微裂纹是微观力学性能发生变化的主要原因,利用Suresh模型计算、EBSD分析等手段对以上三个因素进行了分析。通过原位拉伸试验对钴基合金的拉伸断裂过程进行了观察和分析,发现了碳化物相的优先开裂现象。结合内聚力模型利用Cohesive单元对钴基合金的拉伸断裂行为进行了模拟,模拟结果说明碳化物周围的扩散层对钴基合金的拉伸行为有直接影响。通过对热冲击处理后钴基合金的基本组织变化、晶界扩散和微裂纹等微结构的变化研究,发现钴基合金试样中的Cr、W等元素在热冲过程中发生了扩散,形成了M6C和M23C6等析出物。析出物和界面扩散层,都随着热冲击温度的升高和热冲击次数的增多而不断增多或增厚,并且再次在热冲击试样内部碳化物上发现了微裂纹。通过建立多晶体塑性模型,利用Cohesive单元模拟钴基合金中WC颗粒和Co基体间的扩散层,对钴基合金加热和冷却过程中由于热膨胀系数不同产生的内应力大小和分布进行了模拟。模拟结果表明,热冲击加热过程WC碳化物晶内应力集中比较严重,而在冷却的时候在WC/Co基体的界面处应力最大,易出现损伤,这解释了热冲击过程中微裂纹在界面和硬质相上萌生的现象。通过热冲击氧化和静态氧化试验的对比,重点研究了热冲击过程中裂纹的起源和扩展。分析了生成氧化物时产生的体积变化、氧化物与基体热膨胀系数（CTE）的不匹配、基体与内部氧化物之间的温度梯度等因素产生的各种应力,并进行了计算。这些应力促进了热冲击裂纹的形核,同时热冲击后试样上大量内氧化物的存在,降低了合金的致密度,减小了裂纹的扩展阻力。通过对热冲击过程中产生的微裂纹长度进行统计,发现裂纹扩展速率符合经典裂纹扩展方程Paris定律,裂纹扩展速率受热应力主导。针对热冲击试验中表面氧化物的指状生长这一科学问题进行了探讨。通过对Stokes-Herring-Suo模型进行拓展,计算了氧化物生长过程中扩散-蠕变产生的力。通过shear-lag力学模型,分析了这些指状氧化物受力模式与生长行为的关系。
李宁[7]（2020）在《粗糙度对渗碳淬火18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳寿命的影响研究》文中指出齿轮作为传动系统的核心关键零件,其设计与制造水平是国家装备制造业综合实力的重要展示。由于高强度零部件疲劳强度对应力集中的敏感性,疲劳成为齿轮失效的主要模式,而第三代制造技术—抗疲劳制造的核心是表层硬化和表层改性,对于破解齿轮疲劳失效问题具有重要意义。机械加工过程中形成的表面粗糙度就像尖角缺口和裂纹一样,尤其是谷底处的应力集中效应促进滑移和疲劳裂纹的萌生,降低零部件的疲劳性能。同时,高的表面硬度造成较大的应力集中系数,粗糙度对疲劳性能的影响更加明显。粗糙度是反映零部件表面微观形貌几何形状误差的重要指标,相比于二维表面粗糙度只能反映一条线上的数据特征,三维表面粗糙度则可以反映一定面积区域上的形貌特征,更接近真实的表面形貌。因此,探究三维表面粗糙度对渗碳淬火材料疲劳性能的影响规律具有重要意义。18CrNiMo7-6钢是高速重载齿轮、轴等关键零部件的主导应用材料,经过渗碳淬火,具有较高的抗拉强度、表面硬度,同时得到坚韧的心部。本文以渗碳淬火18CrNiMo7-6钢为研究对象,开展粗糙度对旋转弯曲疲劳寿命的影响研究,主要研究内容如下:（1）优化旋转弯曲疲劳试样磨削工艺。为高效高质量磨削标准旋转弯曲疲劳试样,基于GB-T4337-2015中尺寸、形位公差和表面质量要求,设计两种磨削加工方案,择优选择其中一种。磨削后试样同轴度误差为0.0093 mm,表面残余应力为-233.84 MPa,表面算术平均偏差Sa为0.208μm,符合国标要求;（2）设计外圆轴向研磨装置。基于数控磨床,利用直线电机模组快速往复运动的特点,通过软件控制定位,实现疲劳试样标距段高效率均匀轴向研磨;（3）通过外圆轴向研磨装置制备Sa分别为0.025μm、0.2μm的两组试样,探究Sa在四级应力水平下对渗碳淬火18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳寿命的影响规律,结果表明:在加载应力为1184 MPa时,Sa=0.025μm试样的疲劳寿命比Sa=0.2μm提升29.9倍;在加载应力为1216 MPa时,则提升6.76倍;（4）通过复合磨削制备Sa=0.2μm且具有周向纹理的一组试样,探究加工纹理方向在四级应力水平下对渗碳淬火18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳寿命的影响规律,结果表明:在加载应力为1184 MPa时,具有轴向纹理试样的疲劳寿命比具有周向纹理提升3.57倍,在加载应力为1144 MPa时,则提升3.07倍;（5）选择5个与疲劳性能相关的三维表面评定参数:表面均方根偏差Sq、表面峭度Sku、表面偏斜度Ssk、深谷区容积Sv、表面十点高度Sz,制备Sa分别为0.025μm、0.1μm、0.2μm、0.4μm的四组试样进行疲劳试验,探究三维表面粗糙度在加载应力为1184 MPa时对疲劳寿命的影响规律,结果表明:Sq、Sz与旋转弯曲疲劳寿命相关程度最高。
程静[8]（2017）在《C/C复合材料的循环疲劳行为及其界面结构演变》文中进行了进一步梳理碳/碳（C/C）复合材料是由碳纤维增强碳基体组成的复合材料,是一种新型无机非金属复合材料,具有模量高、强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐磨损、耐热冲击、耐腐蚀和高温下强度保持率高等优点,在航天、航空和军事等高技术领域具有广泛的应用前景。作为一种热结构材料,C/C复合材料的力学性能以及其在服役过程中性能的稳定性得到众多学者的关注。由于C/C复合材料内部存在碳纤维、碳基体及多种界面,其细观结构是一个复杂的多相体系,而且是不均匀和多向异性的,这使得C/C复合材料结构内部的损伤形式相较于普通材料更为复杂,碳纤维预制体的结构、碳基体织构类型以及两者间的界面结合程度等因素都会对C/C复合材料内部损伤的产生和积累产生影响。因此,开展C/C复合材料在循环加载过程中界面结构演变规律研究对结构安全性有重要的意义。本论文的研究对象包括单向（1D）、正交铺层（2D）以及针刺碳毡（2.5D）增强C/C复合材料,论文考察了实验对象在不同加载模式、不同应力水平和不同循环加载周次下力学性能和断裂模式,研究了C/C复合材料内部不同界面在循环加载过程中结构的演变规律,探讨了C/C复合材料疲劳强化机理。主要研究内容和结果如下:以单向C/C复合材料为研究对象,研究了拉-拉循环加载对材料力学性能、断裂模式和微观结构的影响。发现经过拉-拉循环加载,单向C/C复合材料的剩余拉伸强度升高,断裂模式向假塑性断裂转变。由扫描电子显微镜（SEM）和压汞仪表征分析可知,在循环加载之后,试样内部纤维/基体界面、不同热解碳基体界面等界面处均出现微裂纹,同时开孔孔隙数量大幅度提高。这说明循环加载导致试样内部界面弱化。研究了104、105、5×105和106次弯-弯循环加载对单向C/C复合材料力学性能、断裂模式和微观结构的影响。发现经过104次循环加载时,单向C/C复合材料试样的剩余弯曲强度增幅达到最大,同时,经过104次循环加载后,材料的弯曲模量变化较大,而当循环周次增加后,循环周次对材料弯曲模量影响减小。通过压汞仪测试发现随着循环加载周次的提高,试样内部的缺陷数量提高,主要是小尺寸（孔径<1μm）缺陷数量显著地增加,而中尺寸（孔径在1-10μm）和大尺寸（孔径>10μm）缺陷数量增加不明显。研究了不同疲劳应力水平对2D正交铺层和2.5D碳毡增强C/C复合材料力学性能、断裂模式和微观结构的影响。发现无论是2D正交铺层和2.5D碳毡增强C/C复合材料,相比于各自疲劳极限应力水平下的剩余强度,在较低疲劳应力水平下循环加载后,剩余强度的增幅更高。同时,疲劳应力水平越高,试样的剩余弯曲模量越低。根据2D正交铺层C/C复合材料循环加载后的SEM照片,试样在循环加载作用下,纤维束内界面最先出现开裂脱粘,其次为纤维束间界面,最后为纤维束层间界面。根据2.5D碳毡增强C/C复合材料循环加载后的微观组织照片,低疲劳应力导致微裂纹在试样内部原始缺陷位置附近产生,当疲劳应力水平较高时,微裂纹相互连接形成贯穿性大裂纹,最终导致材料失效。采用内耗手段,对循环加载前后单向C/C复合材料的界面结构变化规律进行表征。发现C/C复合材料的内耗性能在循环加载之后显著增加;在疲劳试验的初期（104次加载之后）,内耗性能的增幅最显著;在循环加载一定次数之后（5×105次加载之后）,试样的内耗性能变化很小或者保持不变。这说明在疲劳试验初期（104次加载之后）,试样内部的开孔孔隙增加最显著,试样微观结构受到的影响最显著。采用XRD和拉曼手段,研究了单向（UD）和正交铺层（2D）C/C复合材料内部热解碳循环加载前后的热解碳结构,发现经过循环加载,热解碳微晶结构由二维乱层结构向三维有序结构转变。以单向和2.5D针刺碳毡增强C/C复合材料为研究对象,研究了热解碳层间界面（二次界面）在疲劳试样弯曲失效过程中所发挥的作用。由于二次界面在循环加载过程中界面结合弱化,使得传播至二次界面处的裂纹尖端应力在界面缺陷处得到释放,从而使得继续传播至主界面（纤维/基体界面）处的裂纹尖端应力大幅度下降,使得纤维/基体界面所受到裂纹应力冲击减小。由于较为完整的纤维/基体界面有利于材料表现出更高的力学性能,因此疲劳试样的剩余弯曲强度相较于原始试样大幅度提高。
吝欢[9]（2019）在《高温轴承钢润滑磨损与疲劳行为的研究》文中指出近年来,随着交通运输尤其是高铁、航空航天、原子能等行业的迅速发展,轴承钢面临的服役环境越来越苛刻,例如高温、高速、重载,耐蚀、耐磨、抗疲劳等。世界各国相继研制和开发了一系列耐蚀高温轴承钢来适应这些的特殊需求,40Cr15Mo2VN和8Cr4Mo4V两种高温轴承钢为其中的典型钢种。40Cr15Mo2VN服役温度比8Cr4Mo4V高,且降碳增氮使其高温综合性能提高,韧性较好,耐腐蚀性明显增强,但其强度硬度低于8Cr4Mo4V,且由于后者采用双真空冶炼,夹杂物控制水平明显提高。疲劳性能是轴承钢质量参数的重要衡量标准之一,摩擦磨损引起轴承精度丧失而导致失效也不可忽视,理论上讲,若润滑条件极佳,轴承磨损将极小。本文采用这两种钢作为试验钢,研究两钢中碳化物、夹杂物等对其磨损性能及疲劳性能的影响。首先制备出优良润滑脂,应用于磨损试验,轴承服役时常存在滑动、滚动、微动等各种形式磨损状况,本文主要对滑动、微动磨损进行研究,分析碳化物、夹杂物等与磨损性能的关系,并分析高温轴承钢在润滑条件下的磨损机理,进行300℃、400℃条件下的40Cr15Mo2VN旋转弯曲疲劳性能试验,分析其高温疲劳失效机理,为以后的高温疲劳失效研究提供一定的参考。通过超声分散及机械搅拌,对锂基润滑脂中的纳米添加剂起到良好的分散作用;当润滑脂中MoS2和碳纳米管（CNT）的质量分数均为0.8%时,磨斑直径最小为0.348mm,此时润滑性能最佳。在滑动磨损试验中,试验钢摩擦系数变化不具有连续性,呈现出初期较小后期增大的规律,40Cr15Mo2VN与8Cr4Mo4V的平均摩擦系数分别为0.162,0.166;试验中发现,磨损性能与碳化物种类有关,夹杂物对钢的耐磨性均为不利影响,磨损过程中8Cr4Mo4V氧化现象比40Cr15Mo2VN严重。40Cr15Mo2VN微动磨损试验中,当应力一定,滑动速度V从0.028m/s增加到0.112m/s时,摩擦系数由约0.115增加到0.130,体积磨损率由0.0066×10-3mm3/（N*m）降至0.0033×10-3mm3/（N*m）;当滑动速度V=0.028m/s时,随着接触应力增加,摩擦系数由约0.118增加到0.126,体积磨损率由0.0063×10-3mm3/（N*m）增至0.1345×10-3mm3/（N*m）。8Cr4Mo4V微动磨损试验中,接触应力为2.047GPa时,滑动速度V从0.014m/s增加到0.112m/s时,摩擦系数由约0.124增加到0.128,体积磨损率由0.0059×10-3mm3/（N*m）降至0.0055×10-3mm3/（N*m）;当滑动速度V=0.028m/s时,随着接触应力增加,摩擦系数变化不大约为0.122,体积磨损率由0.0048×10-3mm3/（N*m）增至0.0129×10-3mm3/（N*m）。40Cr15Mo2VN轴承钢高温下旋转弯曲疲劳试验中,300℃、400℃时的安全疲劳极限强度分别为787MPa、860MPa,300℃的疲劳极限较400℃下降8.5%。通过SEM观察断口发现,疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下,300℃较400℃安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高,容易连接成微裂纹导致疲劳失效。
赵鑫[10]（2019）在《齿轮钢18Cr2Ni4WA表面复合强化工艺设计及性能研究》文中提出渗碳热处理被广泛用于提高齿轮等零件的表面硬度和耐磨性,同时保持心部良好的韧性。但传统的渗碳受较高的渗碳温度和较长的渗碳时间的限制。稀土离子注入技术可以通过改变表面和界面的物理和化学性质来改善材料性质。表面纳米化技术可以在各种金属材料表面获得纳米晶微结构,该技术可以提高渗碳动力学,有效地实现低温渗碳。本文采用表面纳米化或离子注入作为齿轮钢18Cr2Ni4W真空渗碳的前处理方法以促进真空渗碳过程,最后对渗碳层喷丸强化,旨在提升齿轮钢材料的接触疲劳性能、弯曲疲劳性能和摩擦磨损性能。研究结果表明:采用超音速微粒轰击技术在基材表面制备一层纳米晶改性层,纳米化处理240s为最佳工艺。随纳米化时间增加,基材表面的硬度提升最高达48.3HRC,纳米化层厚度增加,表面粗糙度先增加后减小之后稳定;纳米晶改性层晶粒尺寸减小,微观应变和残余压应力增大,但不改变原始组织的物相结构;离子注入La有效深度大约是60nm,以氧化镧的形式存在于基材中,不会改变基材原始组织物相结构,基材表面平均纳米硬度提高且摩擦系数降低。未经前处理,渗碳温度为920℃的渗碳层试验结果最佳。真空渗碳后的到的表面组织为板条马氏体、碳化物和残余奥氏体;渗碳温度提高会导致马氏体组织粗化,残余奥氏体量增多,硬度降低,摩擦磨损性能降低,但厚度增加。两种前处理后真空渗碳的渗层组织为马氏体、碳化物和残余奥氏体;前处理可以改善渗碳层质量,细化晶粒,但物相结构没有改变。与未前处理的相比表面洛氏硬度明显增加,残余奥氏体明显减少;渗层厚度有明显增加,纳米化240s及离子注入的催渗速率分别为7.7%、9.6%;常温摩擦磨损性能及100℃摩擦磨损性能、人造海水环境下摩擦磨损性能与未前处理的相比都有明显提升。纳米化240s和离子注入La无论是在催渗速率还是对原始渗碳层性能提升方面均是相差不大。采用纳米化240s作为前处理、920℃真空渗碳及喷丸强化为本文最终的复合强化方式。考核渗碳层接触疲劳、弯曲疲劳和摩擦磨损性能。渗碳层接触疲劳失效形式为点蚀或浅层剥落,失效部位的截面能看到疲劳裂纹,呈现树枝状传播。弯曲疲劳断裂宏观断口形貌存在明显的海滩花样条纹,微观形貌下疲劳源区存在明显的韧窝,韧窝中心有碳化物;裂纹扩展区存在明显的疲劳辉纹。油润滑条件下摩擦系数不超过0.1;计算的磨损速率均值为μv=0.24μm/h。在本文规定的考核指标下,表面纳米化240s后920℃真空渗碳再喷丸强化的试样在规定标准下的可靠度均超过95%。
二、金属弯曲疲劳试样的制备及试验条件对试验结果的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金属弯曲疲劳试样的制备及试验条件对试验结果的影响（论文提纲范文）
（1）表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新点与贡献 |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 机加工表面完整性及其对钛合金疲劳行为的影响 |
| 1.2.1 机加工表面完整性概述 |
| 1.2.2 机加工表面完整性对钛合金疲劳行为的影响研究现状 |
| 1.3 喷丸强化及其表面完整性对钛合金疲劳行为的影响 |
| 1.3.1 表面完整性与疲劳断裂抗力的关系 |
| 1.3.2 喷丸强化对钛合金疲劳行为的影响研究现状 |
| 1.4 喷砂、喷丸与 HVOF 涂层复合处理对钛合金疲劳行为的影响 |
| 1.4.1 超音速火焰喷涂技术的特点 |
| 1.4.2 喷砂、喷丸与涂层复合处理对金属材料疲劳行为的影响研究现状 |
| 1.5 钛合金微动疲劳行为与表面涂镀层的影响 |
| 1.5.1 钛合金微动疲劳行为及其控制技术概述 |
| 1.5.2 物理气相沉积膜层对钛合金微动疲劳行为的影响研究现状 |
| 1.6 本论文的研究内容与技术路线 |
| 第2章 试验材料和研究方法 |
| 2.1 试验材料与试样 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试样 |
| 2.2 机加工表面完整性研究方法 |
| 2.2.1 车削工艺试验方法 |
| 2.2.2 数据分析方法 |
| 2.3 表面处理技术方法 |
| 2.3.1 喷丸强化技术方法 |
| 2.3.2 超音速火焰喷涂技术方法 |
| 2.3.3 物理气相沉积技术方法 |
| 2.4 表面完整性表征方法 |
| 2.4.1 表面形貌观察与表面粗糙度测试方法 |
| 2.4.2 组织结构分析方法 |
| 2.4.3 位错组态分析方法 |
| 2.4.4 硬度及弹性模量表征方法 |
| 2.4.5 残余应力测试方法 |
| 2.4.6 涂镀层结合强度和强韧性能表征方法 |
| 2.5 常规疲劳试验方法 |
| 2.6 微动疲劳与微动磨损试验方法 |
| 第3章 机加工表面完整性对新型高强度钛合金疲劳行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高强度钛合金车削加工工艺参数的优化 |
| 3.2.1 车削加工工艺参数正交试验结果 |
| 3.2.2 验证试验结果 |
| 3.3 机加工对新型高强度钛合金疲劳断裂行为的影响规律 |
| 3.3.1 机加工对 TC18 钛合金疲劳断裂行为的影响规律 |
| 3.3.2 机加工对 TC21 钛合金疲劳断裂行为的影响规律 |
| 3.4 机加工对高强度钛合金表面完整性的影响规律 |
| 3.4.1 机加工对 TC18 钛合金表面完整性的影响规律 |
| 3.4.2 机加工对 TC21 钛合金表面完整性的影响规律 |
| 3.5 机加工表面完整性对高强度钛合金疲劳行为的作用机制 |
| 3.5.1 机加工表面粗糙度对高强度钛合金疲劳行为的作用机制 |
| 3.5.2 机加工纹理对高强度钛合金疲劳行为的影响与作用机制 |
| 3.5.3 喷丸处理对机加工缺口效应的抑制作用及机制 |
| 3.5.4 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 喷丸强化与表面完整性对新型高强度钛合金疲劳行为影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 喷丸强化对 TC21 钛合金疲劳行为的影响 |
| 4.2.1 喷丸强化对 TC21 钛合金疲劳寿命的影响 |
| 4.2.2 疲劳断口特征 |
| 4.2.3 喷丸强化对 TC21 钛合金表面完整性的影响规律 |
| 4.3 喷丸强化对 TC18 钛合金疲劳行为的影响 |
| 4.3.1 喷丸强化对 TC18 钛合金疲劳寿命的影响 |
| 4.3.2 疲劳断口特征 |
| 4.3.3 喷丸强化对 TC18 钛合金表面完整性的影响 |
| 4.4 喷丸强化表面完整性与疲劳抗力的内在联系及机制 |
| 4.4.1 喷丸改善表面完整性对疲劳性能的影响 |
| 4.4.2 粗糙度与表面损伤对疲劳性能的影响 |
| 4.4.3 表层组织结构对疲劳性能的影响 |
| 4.4.4 残余应力对疲劳性能的影响 |
| 4.4.5 钛合金基体材料特性的影响 |
| 4.4.6 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 喷砂、喷丸与HVOF涂层复合处理对新型高强度钛合金疲劳行为的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 喷砂、喷丸、HVOF 涂层及其复合处理对 TC21 钛合金疲劳行为的影响规律 |
| 5.2.1 疲劳寿命变化规律 |
| 5.2.2 疲劳断口特征 |
| 5.3 喷砂、喷丸、HVOF 涂层及其复合处理对 TC21 合金表面完整性的影响 |
| 5.3.1 喷涂粉末与涂层物相结构 |
| 5.3.2 表面形貌与表面粗糙度 |
| 5.3.3 表层组织结构 |
| 5.3.4 表层硬度 |
| 5.3.5 表层残余应力分布 |
| 5.3.6 涂层表观韧性 |
| 5.4 喷砂、喷丸与 HVOF 涂层复合处理对钛合金疲劳行为的作用机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 离子增强磁控溅射固体润滑膜层及其完整性对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 闭合磁场非平衡磁控溅射离子镀 DLC 与 GLC 膜层对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.2.1 DLC 与 GLC 膜层的基本性能及结构完整性分析 |
| 6.2.2 DLC 与 GLC 膜层对钛合金微动磨损行为的影响 |
| 6.2.3 DLC 与 GLC 膜层对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.3 离子辅助磁控溅射 TiN 掺杂 Ag 复合膜对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.3.1 TiN 掺杂 Ag 复合膜的基本性能及结构完整性分析 |
| 6.3.2 TiN 掺杂 Ag 复合膜对钛合金微动磨损行为的影响 |
| 6.3.3 TiN 掺杂 Ag 复合膜对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.4 离子辅助磁控溅射 Ag 掺杂 TiN 复合膜对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.4.1 Ag 掺杂 TiN 复合膜的基本性能及结构完整性分析 |
| 6.4.2 Ag 掺杂 TiN 复合膜对钛合金微动磨损行为的影响 |
| 6.4.3 Ag 掺杂 TiN 复合膜对钛合金微动疲劳行为的影响 |
| 6.5 离子增强磁控溅射固体润滑膜层对钛合金微动疲劳行为的作用机制 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 主要结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（2）新型充钠气门制备及其摩擦磨损和疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 发动机配气机构的组成及功能 |
| 1.3 气门的结构与材料 |
| 1.4 充钠气门优势和必要性 |
| 1.4.1 降低气门工作温度 |
| 1.4.2 减轻气门重量 |
| 1.5 充钠气门制造技术研究现状 |
| 1.6 气门摩擦磨损与疲劳研究现状 |
| 1.6.1 气门摩擦磨损及疲劳研究 |
| 1.6.2 气门模拟台架试验研究 |
| 1.6.3 气门工作温度测试研究 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第二章 新型充钠气门制备技术研究 |
| 2.1 新型空头充钠气门设计 |
| 2.1.1 空头充钠气门材料选择 |
| 2.1.2 空头充钠气门结构设计与校核 |
| 2.2 空头充钠气门制造方法和工艺流程 |
| 2.2.1 空头充钠气门制造方法 |
| 2.2.2 空头充钠气门制造工艺流程 |
| 2.3 空头充钠气门制造关键工艺过程 |
| 2.3.1 气门头部摩擦焊参数优化 |
| 2.3.2 摩擦焊焊缝组织和性能 |
| 2.4 空头充钠气门样品制备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 气门材料摩擦磨损性能研究 |
| 3.1 试验设备与材料制备 |
| 3.1.1 试验原理与试验设备 |
| 3.1.2 试验样品制备与试验方法 |
| 3.2 进气门材料42Cr9Si2 的摩擦磨损性能研究 |
| 3.2.1 42Cr9Si2 气门材料摩擦性能 |
| 3.2.2 42Cr9Si2 气门材料磨损性能 |
| 3.2.3 42Cr9Si2 气门材料磨损机理分析 |
| 3.3 排气门材料23-8N的摩擦磨损性能研究 |
| 3.3.1 23-8N气门材料摩擦性能 |
| 3.3.2 23-8N气门材料磨损性能 |
| 3.3.3 23-8N气门材料磨损机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 气门材料旋转弯曲疲劳性能研究 |
| 4.1 试验样品制备与试验方法 |
| 4.2 疲劳数据处理方法 |
| 4.3 进气门材料42Cr9Si2 不同温度下旋转弯曲疲劳性能研究 |
| 4.3.1 42Cr9Si2 气门材料不同温度S-N曲线 |
| 4.3.2 42Cr9Si2 气门材料断裂机理分析 |
| 4.4 排气门材料23-8N不同温度下旋转弯曲疲劳性能研究 |
| 4.4.1 23-8N气门材料不同温度S-N曲线 |
| 4.4.2 23-8N气门材料断裂机理分析 |
| 4.5 气门材料的疲劳性能对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 排气门材料23-8N表面超声滚压强化技术研究 |
| 5.1 表面超声滚压设备与试样制备 |
| 5.2 表面超声滚压强化前后的微观组织及表面性能对比 |
| 5.2.1 表面超声滚压强化前后的微观组织 |
| 5.2.2 表面超声滚压强化前后的表面性能 |
| 5.3 表面超声滚压强化前后的力学性能 |
| 5.4 表面超声滚压强化前后疲劳性能 |
| 5.4.1 S-N曲线对比 |
| 5.4.2 断裂机理对比分析 |
| 5.5 表面超声滚压强化前后的微动磨损性能研究 |
| 5.5.1 试验设备与材料制备 |
| 5.5.2 微动摩擦磨损性能 |
| 5.6 表面超声滚压强化前后的滑动磨损性能 |
| 5.6.1 试验设备与材料制备 |
| 5.6.2 滑动磨损性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 空头充钠气门零件的模拟台架试验研究 |
| 6.1 新型气门-座圈模拟台架的设计与搭建 |
| 6.2 空头充钠气门试样制备和试验参数确定 |
| 6.3 空头充钠气门头部疲劳性能研究 |
| 6.3.1 空头充钠气门头部疲劳试验结果 |
| 6.3.2 42Cr9Si2 空头充钠气门头部疲劳性能与破坏机理分析 |
| 6.3.3 23-8N空头充钠气门头部疲劳性能与破坏机理分析 |
| 6.4 空头充钠气门盘锥面磨损性能研究 |
| 6.4.1 42Cr9Si2 空头充钠气门盘锥面磨损性能与磨损机理分析 |
| 6.4.2 23-8N空头充钠气门盘锥面磨损性能与磨损机理分析 |
| 6.5 实心排气门和空杆充钠排气门温度分布 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 一、论文主要结论 |
| 二、主要创新点 |
| 三、展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）超声振动载荷下材料的超高周疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超声振动疲劳研究进展 |
| 1.2.1 超声振动疲劳理论研究 |
| 1.2.2 超声疲劳试验技术的应用研究 |
| 1.3 超高周疲劳机理研究 |
| 1.3.1 频率效应 |
| 1.3.2 疲劳断裂机理 |
| 1.4 材料的疲劳寿命预测 |
| 1.5 研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 超声振动疲劳理论及试验系统设计 |
| 2.1 超声疲劳试验系统 |
| 2.1.1 纵向拉压超声疲劳试验系统 |
| 2.1.2 超声扭转疲劳试验系统 |
| 2.1.3 三点弯曲超声疲劳试验系统 |
| 2.1.4 控制系统 |
| 2.2 疲劳振动理论分析 |
| 2.2.1 纵向振动微分方程 |
| 2.2.2 扭转振动微分方程 |
| 2.2.3 弯曲振动微分方程 |
| 2.3 超声放大器设计 |
| 2.3.1 带悬链线过渡的位移放大器特征长度的计算 |
| 2.3.2 计算结果与讨论 |
| 2.3.3 超声放大器的有限元计算 |
| 2.4 连接器的设计 |
| 2.4.1 动力学模型及基本参数 |
| 2.4.2 有限元计算及动态模态分析 |
| 2.5 超声振动疲劳试样设计 |
| 2.5.1 纵向振动试样设计 |
| 2.5.2 超声扭转疲劳试样设计 |
| 2.5.3 超声弯曲疲劳试样设计 |
| 2.6 疲劳振动系统的匹配分析 |
| 2.6.1 超声放大器与压头的匹配分析 |
| 2.6.2 超声扭转疲劳系统中放大器的匹配分析 |
| 2.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 材料的超高周疲劳试验研究 |
| 3.1 材料 |
| 3.1.1 金属材料 |
| 3.1.2 TiAl基合金 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.2.1 拉伸疲劳试样 |
| 3.2.2 扭转疲劳试样 |
| 3.2.3 弯曲疲劳试样 |
| 3.3 疲劳试验过程 |
| 3.3.1 金属材料 |
| 3.3.2 TiAl基合金 |
| 3.4 试验结果 |
| 3.4.1 球墨铸铁GS51 |
| 3.4.2 D38MSV5S钢 |
| 3.4.3 铸铝2-AS5U3G-Y35 |
| 3.4.4 TiAl基合金 |
| 3.5 疲劳寿命分析 |
| 3.6 讨论 |
| 3.6.1 频率的影响 |
| 3.6.2 应力比的影响 |
| 3.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 超高周疲劳机理分析 |
| 4.1 疲劳断口分析 |
| 4.1.1 球墨铸铁GS51 |
| 4.1.2 D38MSV5S钢 |
| 4.1.3 铸铝2-AS5U3G-Y35 |
| 4.1.4 TiAl基合金 |
| 4.2 疲劳断裂机理 |
| 4.2.1 金属材料 |
| 4.2.2 TiAl基合金 |
| 4.3 微结构对材料疲劳性能的影响 |
| 4.4 疲劳寿命预测 |
| 4.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 超声疲劳损伤过程中的能耗分析 |
| 5.1 疲劳损伤过程中的能量耗散 |
| 5.2 超声疲劳损伤过程中的能量耗散理论模型 |
| 5.3 超声疲劳试样温度的变化 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 疲劳损伤过程的热像图 |
| 5.4.2 温度变化的影响 |
| 5.4.3 考虑能量耗散的超声疲劳试样设计 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 致谢 |
（4）高性能重载齿轮钢疲劳破坏行为及夹杂物评估技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 高强度齿轮钢疲劳性能研究现状 |
| 1.2.1 国内外渗碳齿轮钢疲劳性能研究现状 |
| 1.2.2 影响渗碳齿轮钢疲劳性能的主要因素 |
| 1.2.3 渗碳齿轮钢疲劳断裂形式 |
| 1.3 高洁净度中非金属夹杂物评估方法 |
| 1.3.1 钢中非金属夹杂物的来源及分类 |
| 1.3.2 非金属夹杂物评估方法 |
| 1.4 本文研究目的及内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 微观组织及断口分析 |
| 2.2.2 常规力学性能测试 |
| 2.2.3 旋转弯曲疲劳试验 |
| 2.2.4 电化学充氢 |
| 2.2.5 非金属夹杂物检测 |
| 3 真空渗碳处理对齿轮钢高周疲劳破坏行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验钢热处理工艺 |
| 3.3 实验钢的微观组织特征及性能 |
| 3.3.1 微观组织特征 |
| 3.3.2 力学性能及残余应力分析 |
| 3.3.3 高周疲劳性能 |
| 3.3.4 疲劳裂纹萌生特征 |
| 3.4 齿轮钢高周疲劳断裂机理 |
| 3.4.1 真空渗碳热处理对齿轮钢高周疲劳性能的影响 |
| 3.4.2 疲劳应力强度因子及其裂纹门槛值 |
| 3.4.3 GBF区的形成及残余奥氏体对疲劳性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 渗碳层厚度对渗碳齿轮钢高周疲劳破坏行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验钢热处理工艺 |
| 4.3 实验钢微观组织特征及力学性能 |
| 4.3.1 微观组织及渗碳层厚度测定 |
| 4.3.2 常规力学性能及非金属夹杂物检测 |
| 4.4 不同渗碳层特征参数下齿轮钢的高周疲劳性能 |
| 4.4.1 高周疲劳性能 |
| 4.4.2 疲劳断口 |
| 4.4.3 渗碳层特征参数对疲劳性能的影响 |
| 4.4.4 疲劳裂纹的萌生 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不同冶金质量渗碳齿轮钢的高周疲劳行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验钢热处理工艺 |
| 5.3 实验钢的冶金质量、力学性能及高周疲劳性能 |
| 5.3.1 冶金质量 |
| 5.3.2 微观组织及力学性能特征 |
| 5.3.3 高周疲劳性能 |
| 5.3.4 疲劳裂纹萌生特征 |
| 5.4 冶金质量对渗碳齿轮钢高周疲劳性能的影响 |
| 5.4.1 氧含量对疲劳性能的影响 |
| 5.4.2 非金属夹杂物对疲劳性能的影响 |
| 5.5 渗碳齿轮钢高周疲劳强度预测模型的建立 |
| 5.5.1 基于Murakami关系式构建疲劳强度预测模型 |
| 5.5.2 基于Tanaka-Akiniwa模型预测疲劳寿命 |
| 5.5.3 新疲劳强度预测模型的建立 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 高洁净度齿轮钢中非金属夹杂物的评估方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非金属夹杂物评估方法 |
| 6.2.1 氢脆拉伸法检测非金属夹杂物 |
| 6.2.2 其他非金属夹杂物检测方法 |
| 6.2.3 极值统计法(SEV) |
| 6.3 氢脆拉伸-极值统计法评估钢中非金属夹杂物 |
| 6.3.1 氢脆拉伸法获得非金属夹杂物 |
| 6.3.2 极值统计法 |
| 6.4 金相法与疲劳法评估钢中非金属夹杂物 |
| 6.5 氢脆拉伸-极值统计法的可行性分析 |
| 6.5.1 夹杂物周围的脆性平台的形成 |
| 6.5.2 不同体积钢中最大夹杂物尺寸的估算及疲劳强度预测 |
| 6.5.3 夹杂物检测方法的综合评价 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）真空熔覆Ni基合金—碳化钨和Co基合金—碳化钨复合涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的意义 |
| 1.2 表面处理技术 |
| 1.2.1 金属材料表面的热扩散方法 |
| 1.2.2 金属材料表面的化学和物理气相沉淀 |
| 1.2.3 金属材料表面的电镀和电刷镀 |
| 1.2.4 热喷涂技术 |
| 1.2.5 堆焊 |
| 1.2.6 激光熔覆技术 |
| 1.2.7 真空熔覆技术 |
| 1.3 涂层与基体的界面结合形式 |
| 1.4 分子动力学模拟的基本原理与应用 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 真空熔覆理论与界面处原子扩散的分子动力学模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 真空熔覆理论 |
| 2.2.1 真空熔覆与真空烧结的异同点 |
| 2.2.2 真空熔覆过程与机理 |
| 2.2.3 影响真空熔覆的几个重要因素 |
| 2.2.4 真空熔覆工艺的优势与缺点 |
| 2.3 真空熔覆涂层与基体界面处原子扩散的分子动力学模拟 |
| 2.3.1 问题的提出 |
| 2.3.2 分子动力学模拟 |
| 2.3.3 模拟结果及分析 |
| 2.3.4 涂层与基体之间原子扩散距离的计算公式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 真空熔覆复合涂层的制备及其组织性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涂层试样的制备 |
| 3.2.1 粉末原料 |
| 3.2.2 熔覆设备和过程 |
| 3.3 试验设备 |
| 3.4 金相试样的制备 |
| 3.5 试样的热处理工艺 |
| 3.6 热处理对镍基合金涂层 NW2的金相组织和化学成分的影响 |
| 3.6.1 不同热处理后涂层 NW2的组织结构 |
| 3.6.2 不同热处理后涂层 NW2中碳化钨和化合物的分布 |
| 3.6.3 不同热处理后涂层 NW2中出现的缺陷 |
| 3.6.4 不同热处理后涂层 NW2的化学成分变化 |
| 3.7 热处理对钴基合金涂层 CW2的金相组织和化学成分的影响 |
| 3.7.1 不同热处理后涂层 CW2的组织结构 |
| 3.7.2 不同热处理后涂层 CW2中化合物的分布 |
| 3.7.3 不同热处理后涂层 CW2中出现的裂纹 |
| 3.7.4 不同热处理后涂层 CW2的化学成分变化 |
| 3.8 碳化钨含量对钴基合金涂层金相组织的影响 |
| 3.9 钴基合金和镍基合金涂层的相结构分析 |
| 3.9.1 试样制备和试验条件 |
| 3.9.2 设备及测试条件 |
| 3.9.3 镍基合金涂层的 X射线衍射测试结果 |
| 3.9.4 钴基合金涂层的 X射线衍射测试结果 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 真空熔覆涂层的力学性能测试与理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硬度测试 |
| 4.2.1 涂层与基体洛氏硬度的测试 |
| 4.2.2 涂层与基体的显微硬度分布 |
| 4.2.3 不同碳化钨含量的钴基合金涂层的显微硬度分布 |
| 4.2.4 不同熔覆温度下涂层 NW2和 CW2的表面显微硬度 |
| 4.3 界面结合强度测量 |
| 4.3.1 试验方法和试验设备 |
| 4.3.2 试验结果与分析 |
| 4.4 弹性模量测量 |
| 4.4.1 试样准备和试验设备 |
| 4.4.2 试验过程 |
| 4.4.3 试验结果与分析 |
| 4.5 涂层弯曲疲劳试样的弯曲应力分析 |
| 4.5.1 工程背景 |
| 4.5.2 涂层与基体之间为机械结合 |
| 4.5.3 涂层与基体之间为冶金结合 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 钴基合金涂层的界面分析研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扩散定律与研究方法 |
| 5.2.1 扩散定律 |
| 5.2.2 电子探针与最小二乘法相结合的研究方法 |
| 5.3 试验方法 |
| 5.3.1 粉末原料 |
| 5.3.2 试验设备 |
| 5.4 实验结果与计算分析 |
| 5.4.1 扩散系数计算 |
| 5.4.2 影响扩散的因素 |
| 5.4.3 试验结果分析 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 界面扩散对复合涂层材料显微组织的影响 |
| 5.5.2 界面扩散对复合涂层材料显微硬度的影响 |
| 5.5.3 界面扩散对结合强度的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 真空熔覆涂层的耐磨抗蚀性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 磨损理论 |
| 6.3 真空熔覆复合涂层的磨损性能试验 |
| 6.3.1 磨损试验设备 |
| 6.3.2 磨损试样 |
| 6.3.3 磨损试验参数及过程 |
| 6.3.4 腐蚀试样 |
| 6.3.5 腐蚀试验过程及腐蚀性能指标 |
| 6.4 试验内容及结果 |
| 6.4.1 镍基合金-WC复合涂层磨损试验 |
| 6.4.2 钴基合金-WC复合涂层磨损试验 |
| 6.4.3 涂层耐磨性与载荷的关系 |
| 6.4.4 真空熔覆温度对耐磨性能的影响 |
| 6.4.5 热处理对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.4.6 镍基合金涂层在不同腐蚀溶液中的腐蚀 |
| 6.4.7 钴基合金涂层在不同腐蚀溶液中的腐蚀 |
| 6.5 讨论 |
| 6.5.1 镍基合金-WC复合涂层的耐磨性 |
| 6.5.2 钴基合金-WC复合涂层的耐磨性 |
| 6.5.3 硬质相含量对徐层耐磨性能的影响 |
| 6.5.4 磨损理论验证 |
| 6.5.5 经验磨损公式的提出 |
| 6.5.6 复合涂层材料磨损的机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 真空熔覆涂层的疲劳性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 涂层材料疲劳试样的制作 |
| 7.2.1 疲劳试样尺寸 |
| 7.2.2 涂层合金 |
| 7.2.3 真空熔覆工艺 |
| 7.2.4 热处理工艺 |
| 7.3 真空熔覆涂层的疲劳试验 |
| 7.3.1 镍基合金涂层 NW2试样的旋转弯曲疲劳试验 |
| 7.3.2 钴基合金涂层 CW2试样的循环疲劳试验 |
| 7.3.3 镍基合金-碳化铬涂层 NC2试样的疲劳试验 |
| 7.3.4 正火处理后镍基涂层 NW2试样的拉-压疲劳试验 |
| 7.3.5 正火处理后钴基涂层 CW2试样的拉-压疲劳试验 |
| 7.4 涂层材料疲劳试验结果比较与分析 |
| 7.4.1 疲劳寿命理论 |
| 7.4.2 相同热处理后合金涂层试样的疲劳强度比较 |
| 7.4.3 不同碳化钨含量的钴基合金涂层的弯曲疲劳强度比较 |
| 7.4.4 相同合金涂层在不同热处理后的疲劳强度比较 |
| 7.4.5 相同合金涂层的旋转弯曲疲劳与拉-压疲劳比较 |
| 7.4.6 不同硬质相的镍基合金涂层的弯曲疲劳强度比较 |
| 7.4.7 所有涂层试样在不同热处理后的弯曲疲劳强度比较 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要工作与结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在读期间的研究成果 |
（6）热冲击条件下钴基合金的组织演化与失效机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钴基合金的简介 |
| 1.1.1 钴基合金的组织特点 |
| 1.1.2 影响钴基合金组织的因素 |
| 1.2 钴基合金的高温氧化 |
| 1.2.1 钴基合金的静态氧化 |
| 1.2.2 钴基合金的循环氧化 |
| 1.3 钴基合金的疲劳性能 |
| 1.3.1 钴基合金的机械疲劳 |
| 1.3.2 钴基合金的热疲劳 |
| 1.4 钴基合金的疲劳断裂机理 |
| 1.4.1 断裂力学基础理论 |
| 1.4.2 钴基合金的机械疲劳机制 |
| 1.4.3 高温合金的热-机耦合疲劳机制 |
| 1.5 本课题研究意义、内容 |
| 1.5.1 本课题研究意义 |
| 1.5.2 本课题研究内容 |
| 第2章 静态氧化条件下的钴基合金及其力学性能 |
| 2.1 钴基合金材料制备 |
| 2.2 钴基合金的高温氧化性能 |
| 2.2.1 氧化时间对表面氧化形貌、氧化产物的影响 |
| 2.2.2 氧化时间对氧化层厚度的影响 |
| 2.2.3 静态氧化对钴基合金基体组织的影响 |
| 2.3 静态氧化对钴基合金压缩性能的影响 |
| 2.3.1 压缩应力-应变曲线 |
| 2.3.2 压缩断口 |
| 2.3.3 氧化对压缩力学性能的影响 |
| 2.4 静态氧化条件下的钴基合金的高温力学性能 |
| 2.4.1 钴基合金的高温拉伸试验 |
| 2.4.2 钴基合金的高温疲劳试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 热冲击条件下的钴基合金力学性能 |
| 3.1 热冲击试验与试样材料 |
| 3.2 热冲击对钴基合金的宏观力学性能的影响 |
| 3.2.1 热冲击对钴基合金宏观拉伸性能的影响 |
| 3.2.2 热冲击对钴基合金的三点弯曲力学性能的影响 |
| 3.2.3 引起钴基合金宏观力学性能变化的主要因素 |
| 3.3 钴基合金的微观力学性能 |
| 3.3.1 原始材料的纳米压痕测试 |
| 3.3.2 热冲击对各相力学性能参数的影响 |
| 3.3.3 弹性模量当量和纳米压痕硬度发生变化的影响因素 |
| 3.4 热冲击对钴基合金拉伸断裂过程的影响 |
| 3.4.1 原始材料的原位拉伸过程 |
| 3.4.2 热冲击试样的原位拉伸过程 |
| 3.5 钴基合金的原位拉伸断裂模拟 |
| 3.5.1 内聚力模型 |
| 3.5.2 原位拉伸过程的模拟 |
| 3.5.3 结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热冲击对钴基合金组织和微裂纹的影响 |
| 4.1 热冲击试验 |
| 4.2 热冲击后的钴基合金基体组织 |
| 4.2.1 热冲击试样基体组织的XRD分析 |
| 4.2.2 热冲击试样基体组织分析 |
| 4.2.3 静态氧化试样的组织 |
| 4.2.4 热冲击前后钴基合金中的元素 |
| 4.3 热冲击后钴基合金中的微裂纹与成因分析 |
| 4.3.1 热冲击试样基体中的微裂纹 |
| 4.3.2 热冲击试样基体中微裂纹的形成 |
| 4.4 热冲击过程中形成微裂纹的力学模型 |
| 4.4.1 晶体塑性学与晶界损伤 |
| 4.4.2 热冲击微裂纹形成模型 |
| 4.4.3 热冲击形成微裂纹的模拟计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 热冲击条件下的氧化与裂纹形成 |
| 5.1 热冲击后钴基合金的表面氧化 |
| 5.1.1 热冲击试样的表面氧化产物 |
| 5.1.2 热冲击试样的氧化层与氧化层厚度 |
| 5.2 氧化应力与热冲击裂纹起源 |
| 5.2.1 热冲击裂纹与氧化的关系 |
| 5.2.2 氧化产生的各种应力 |
| 5.2.3 表面氧化对热冲击裂纹的作用 |
| 5.3 热冲击条件下的裂纹扩展 |
| 5.3.1 热冲击试样表面的微裂纹 |
| 5.3.2 热冲击试样表面微裂纹的扩展 |
| 5.3.3 表面的热应力对热冲击裂纹的作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 热冲击条件下氧化物的“指状”生长 |
| 6.1 氧化物指状生长现象 |
| 6.2 氧化-扩散-蠕变力学模型 |
| 6.2.1 Stokes-Herring-Suo公式介绍 |
| 6.2.2 氧化-扩散-蠕变作用产生的力 |
| 6.3 指状氧化物的生长 |
| 6.3.1 Shear-lag效应 |
| 6.3.2 氧化物的指状生长模型 |
| 6.3.3 钴基合金热冲击过程中氧化物的指状生长 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（7）粗糙度对渗碳淬火18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳寿命的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 表面粗糙度影响疲劳寿命研究现状 |
| 1.2.2 三维表面粗糙度研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 三维表面粗糙度评定及疲劳性能 |
| 2.1 三维表面粗糙度测量方法 |
| 2.1.1 接触式测量方法 |
| 2.1.2 非接触式测量方法 |
| 2.1.3 三维表面粗糙度测量方法的比较 |
| 2.2 三维表面粗糙度的评定 |
| 2.2.1 三维表面粗糙度与二维表面粗糙度区别 |
| 2.2.2 三维表面粗糙度的评定方法 |
| 2.3 三维表面粗糙度参数的选择 |
| 2.4 三维表面粗糙度参数定义与计算 |
| 2.5 疲劳断裂原理 |
| 2.5.1 疲劳的分类及选择 |
| 2.5.2 疲劳断裂机理及疲劳寿命 |
| 2.5.3 疲劳裂纹萌生机理 |
| 2.5.4 疲劳断口特征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 热处理后旋转弯曲疲劳试样磨削工艺探究 |
| 3.1 试验材料及特性 |
| 3.1.1 18CrNiMo7-6 钢介绍 |
| 3.1.2 18CrNiMo7-6 钢的机械性能 |
| 3.2 试样制备 |
| 3.2.1 试样形状及尺寸的确定 |
| 3.2.2 试样磨削余量的确定 |
| 3.2.3 渗碳层深度的确定 |
| 3.2.4 试样热处理工艺 |
| 3.3 径向圆跳动变形量检测方案 |
| 3.4 热处理后试样磨削加工试验方案 |
| 3.4.1 磨削试验设备 |
| 3.4.2 试样磨削方案的设计 |
| 3.4.3 砂轮及磨削液选择 |
| 3.4.4 砂轮修整参数的确定 |
| 3.5 磨削工艺参数的确定 |
| 3.6 表面完整性检测设备及方案 |
| 3.6.1 三维表面粗糙度检测 |
| 3.6.2 同轴度检测 |
| 3.6.3 表面残余应力检测 |
| 3.6.4 显微硬度检测 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 疲劳试样磨削加工试验结果与分析 |
| 4.1 渗碳淬火后试样变形量检测结果分析 |
| 4.1.1 试样变形量检测结果 |
| 4.1.2 试样变形量检测结果分析 |
| 4.2 两种磨削方案的磨削效果 |
| 4.3 复合磨削疲劳试样加工过程分析 |
| 4.4 复合磨削疲劳试样表面完整性检测结果与分析 |
| 4.4.1 表面残余应力检测结果与分析 |
| 4.4.2 三维表面粗糙度及三维形貌检测结果与分析 |
| 4.4.3 硬度沿深度方向检测结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 粗糙度对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验方案 |
| 5.1 外圆轴向研磨装置设计 |
| 5.1.1 外圆轴向研磨装置研发设计 |
| 5.1.2 外圆轴向研磨装置工作原理 |
| 5.2 疲劳试验及断口观察设备 |
| 5.3 试验条件 |
| 5.3.1 加载砝码力计算 |
| 5.3.2 动态径向跳动量测量 |
| 5.3.3 频率及加载应力的确定 |
| 5.3.4 试验终止条件 |
| 5.4 S_a对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验方案 |
| 5.5 加工纹理方向对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验方案 |
| 5.6 S_q、S_(ku)、S_(sk)、S_v、S_z对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验方案 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 粗糙度对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验结果与分析 |
| 6.1 研磨后试样表面残余应力分析 |
| 6.2 疲劳试样断口分析 |
| 6.3 S_a对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验结果与分析 |
| 6.4 加工纹理方向对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验结果与分析 |
| 6.5 S_q、S_(sk)、S_z、S_(ku)、S_v对旋转弯曲疲劳寿命的影响试验结果与分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（8）C/C复合材料的循环疲劳行为及其界面结构演变（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 C/C复合材料概论 |
| 1.1.1 C/C复合材料简介 |
| 1.1.2 C/C复合材料发展历程 |
| 1.1.3 C/C复合材料预制体 |
| 1.2 C/C复合材料力学性能研究现状 |
| 1.2.1 C/C复合材料结构对力学性能的影响 |
| 1.2.2 C/C复合材料制备方式对力学性能的影响 |
| 1.2.3 C/C复合材料使用环境对力学性能的影响 |
| 1.3 C/C复合材料疲劳行为 |
| 1.3.1 纤维复合材料的疲劳行为 |
| 1.3.2 C/C复合材料的疲劳性能 |
| 1.4 C/C复合材料损伤与内耗性能 |
| 1.4.1 C/C复合材料损伤表征手段 |
| 1.4.2 材料内耗定义和性能 |
| 1.4.3 纤维增强复合材料内耗行为 |
| 1.5 论文的选题背景与意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料的制备 |
| 2.2.1 单向C/C复合材料 |
| 2.2.2 2D正交铺层C/C复合材料 |
| 2.2.3 2.5D碳毡增强C/C复合材料 |
| 2.3 静态力学及疲劳试验 |
| 2.3.1 静态拉伸和拉-拉疲劳试验 |
| 2.3.2 静态弯曲和弯-弯疲劳试验 |
| 2.4 内耗性能测试 |
| 2.5 断裂韧性测试 |
| 2.6 微观形貌观察及表征 |
| 2.6.1 光学显微镜观察 |
| 2.6.2 扫描电子显微镜观察 |
| 2.6.3 开孔孔隙率的测试 |
| 2.6.4 压汞仪测试 |
| 2.6.5 X射线结构分析 |
| 2.6.6 Raman光谱结构分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 单向C/C复合材料的拉拉疲劳行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单向C/C复合材料微观结构 |
| 3.3 单向C/C复合材料静态拉伸行为 |
| 3.3.1 单向C/C复合材料静态拉伸性能 |
| 3.3.2 单向C/C复合材料静态拉伸断裂模式 |
| 3.4 单向C/C复合材料的S-N曲线 |
| 3.5 拉伸循环加载对单向C/C复合材料力学行为的影响 |
| 3.6 循环加载对单向C/C复合材料微观形貌的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 单向C/C复合材料的弯弯疲劳行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单向C/C复合材料静态弯曲行为 |
| 4.2.1 单向C/C复合材料静态弯曲强度 |
| 4.2.2 单向C/C复合材料静态弯曲断裂模式 |
| 4.3 单向C/C复合材料的S-N曲线 |
| 4.4 弯曲循环加载对单向C/C复合材料力学行为的影响 |
| 4.5 循环加载对单向C/C复合材料微观形貌的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 平面交织C/C复合材料的弯弯疲劳行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 2D及2.5D-C/C复合材料微观形貌 |
| 5.2.1 2D-C/C复合材料形貌 |
| 5.2.2 2.5D-C/C复合材料形貌 |
| 5.3 2D正交铺层C/C复合材料 |
| 5.3.1 2D正交铺层C/C复合材料静态弯曲强度 |
| 5.3.2 2D正交铺层C/C复合材料静态弯曲断裂模式 |
| 5.3.3 正交铺层C/C复合材料的S-N曲线 |
| 5.3.4 循环加载对正交铺层C/C复合材料力学行为的影响 |
| 5.3.5 循环加载对正交铺层C/C复合材料微观形貌的影响 |
| 5.4 2.5D碳毡增强C/C复合材料 |
| 5.4.1 2.5D碳毡增强C/C复合材料静态弯曲行为 |
| 5.4.2 碳毡增强C/C复合材料的S-N曲线 |
| 5.4.3 循环加载对碳毡增强C/C复合材料力学行为的影响 |
| 5.4.4 循环加载对碳毡增强C/C复合材料微观形貌的影响 |
| 5.5 C/C复合材料疲劳极限对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 循环加载对C/C复合材料内耗行为的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 密度对单向C/C复合材料内耗性能的影响 |
| 6.3 不同循环周次后单向C/C复合材料内耗行为 |
| 6.4 C/C复合材料内耗值与温度的关系 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 循环加载对热解碳结构和性能的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 循环加载对热解碳微晶结构的影响 |
| 7.3 循环加载对热解碳层间界面结合的影响 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）高温轴承钢润滑磨损与疲劳行为的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高温轴承钢的发展 |
| 1.2 轴承的摩擦磨损性能 |
| 1.2.1 摩擦系统的定义 |
| 1.2.2 轴承磨损机制 |
| 1.2.3 轴承摩擦类型 |
| 1.2.4 轴承钢磨擦磨损的进展 |
| 1.3 轴承的润滑技术 |
| 1.3.1 润滑剂的发展 |
| 1.3.2 润滑脂的组成 |
| 1.4 轴承钢的旋转弯曲疲劳性能 |
| 1.5 研究的意义和内容 |
| 1.5.1 研究的意义和目的 |
| 1.5.2 研究的主要内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验仪器及试验方法 |
| 2.2.1 试样的制备及热处理工艺 |
| 2.2.2 试验钢力学性能试验 |
| 2.2.3 润滑脂制备及性能测试 |
| 2.2.4 试验钢磨损试验 |
| 2.2.5 旋转弯曲疲劳试验 |
| 2.2.6 材料组织及磨损形貌观察 |
| 第三章 锂基润滑脂制备及其性能试验 |
| 3.1 试验内容与方法 |
| 3.2 润滑脂制备及分散性表征 |
| 3.2.1 润滑脂的制备 |
| 3.2.2 润滑脂分散性 |
| 3.3 润滑脂极压性能测试 |
| 3.3.1 润滑脂四球试验 |
| 3.3.2 润滑脂减磨试验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高温轴承钢润滑条件下滑动磨损行为的研究 |
| 4.1 研究内容与方法 |
| 4.2 试验钢性能分析 |
| 4.2.1 试样钢热处理及力学性能 |
| 4.2.2 试验钢相分析结果 |
| 4.3 端面磨损试验钢的摩擦系数 |
| 4.4 40Cr15Mo2VN端面磨损形貌的微观分析 |
| 4.5 8Cr4Mo4V端面磨损形貌的微观分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 40Cr15Mo2VN润滑条件下微动磨损行为的研究 |
| 5.1 研究内容与方法 |
| 5.2 微动试验钢的摩擦系数 |
| 5.3 高氮钢表面润滑磨损形貌分析 |
| 5.4 钢的磨损量与接触应力及滑动速度 |
| 5.5 磨损形貌的SEM分析 |
| 5.6 钢的润滑磨损功耗与磨损机制 |
| 5.7 本章结论 |
| 第六章 高温轴承钢8Cr4Mo4V润滑微动磨损行为的研究 |
| 6.1 研究内容及方法 |
| 6.2 试验钢微动磨损摩擦系数 |
| 6.3 试验钢表面润滑磨损形貌分析 |
| 6.4 钢的磨损量与接触应力及速度 |
| 6.5 钢的磨损面SEM分析 |
| 6.6 钢的磨损功耗与磨损机制 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 40Cr15Mo2VN高温旋弯疲劳行为及损伤机制 |
| 7.1 研究内容及方法 |
| 7.2 旋转弯曲疲劳S-N曲线 |
| 7.3 疲劳断口形貌观察 |
| 7.4 高氮不锈轴承钢的组织特征 |
| 7.5 裂纹萌生与扩展 |
| 7.5.1 夹杂物界面起裂 |
| 7.5.2 碳化物萌生孔洞起裂 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士期间发表论文 |
（10）齿轮钢18Cr2Ni4WA表面复合强化工艺设计及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 齿轮钢18Cr2Ni4WA概述 |
| 1.3 齿轮表面强化方法及研究现状 |
| 1.3.1 真空渗碳 |
| 1.3.2 真空渗碳前处理方法 |
| 1.3.3 真空渗碳后处理方法 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第2章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验制备方法 |
| 2.3.1 超音速微粒轰击表面纳米化 |
| 2.3.2 离子注入 |
| 2.3.3 真空渗碳 |
| 2.3.4 喷丸强化 |
| 2.4 试验表征方法 |
| 2.4.1 组织观察及结构分析 |
| 2.4.2 力学性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 真空渗碳的前处理强化研究 |
| 3.1 前处理工艺参数设计 |
| 3.1.1 超音速微粒轰击纳米化工艺 |
| 3.1.2 离子注入元素及工艺 |
| 3.2 表面纳米化后组织及结构分析 |
| 3.2.1 表面宏观形貌及粗糙度 |
| 3.2.2 表面三维形貌 |
| 3.2.3 截面组织形貌 |
| 3.2.4 表面物相组成 |
| 3.2.5 硬度分布 |
| 3.3 离子注入La后组织结构及性能分析 |
| 3.3.1 XPS分析 |
| 3.3.2 表面物相组成分析 |
| 3.3.3 表面纳米压痕测试 |
| 3.3.4 摩擦系数分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 真空渗碳工艺及温度研究 |
| 4.1 真空渗碳工艺流程 |
| 4.2 不同温度下渗碳层金相组织研究 |
| 4.3 不同温度下渗碳层组织亚结构分析 |
| 4.4 不同温度下渗碳层硬度分布 |
| 4.5 不同温度下渗碳层常温摩擦磨损性能研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 改性真空渗碳强化层组织及性能研究 |
| 5.1 改性渗碳层显微组织分析 |
| 5.1.1 金相组织观察 |
| 5.1.2 SEM形貌分析 |
| 5.1.3 TEM形貌分析 |
| 5.2 改性渗碳层物相结构分析 |
| 5.3 改性渗碳层的硬度分布 |
| 5.4 改性渗碳层的常温摩擦磨损性能分析 |
| 5.5 改性渗碳层的100℃摩擦磨损性能分析 |
| 5.6 改性渗碳层在特殊介质下的摩擦磨损性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 真空渗碳后处理及改性渗碳层力学性能研究 |
| 6.1 真空渗碳后处理喷丸强化研究 |
| 6.2 复合强化层接触疲劳研究 |
| 6.2.1 接触疲劳试验设计 |
| 6.2.2 接触疲劳形貌分析 |
| 6.2.3 接触疲劳数据分析 |
| 6.3 复合强化层弯曲疲劳研究 |
| 6.3.1 弯曲疲劳试验设计 |
| 6.3.2 弯曲疲劳形貌分析 |
| 6.3.3 弯曲疲劳数据分析 |
| 6.4 复合强化层摩擦磨损研究 |
| 6.4.1 摩擦磨损试验设计 |
| 6.4.2 摩擦磨损数据分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
四、金属弯曲疲劳试样的制备及试验条件对试验结果的影响（论文参考文献）
- [1]表面改性与完整性对钛合金疲劳行为的影响[D]. 杜东兴. 西北工业大学, 2014(07)
- [2]新型充钠气门制备及其摩擦磨损和疲劳性能研究[D]. 赖福强. 华南理工大学, 2019(06)
- [3]超声振动载荷下材料的超高周疲劳性能研究[D]. 薛红前. 西北工业大学, 2006(04)
- [4]高性能重载齿轮钢疲劳破坏行为及夹杂物评估技术研究[D]. 肖娜. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]真空熔覆Ni基合金—碳化钨和Co基合金—碳化钨复合涂层的制备及性能研究[D]. 黄新波. 西安电子科技大学, 2005(04)
- [6]热冲击条件下钴基合金的组织演化与失效机理[D]. 温俊霞. 兰州理工大学, 2020(02)
- [7]粗糙度对渗碳淬火18CrNiMo7-6钢旋转弯曲疲劳寿命的影响研究[D]. 李宁. 郑州大学, 2020(02)
- [8]C/C复合材料的循环疲劳行为及其界面结构演变[D]. 程静. 西北工业大学, 2017(02)
- [9]高温轴承钢润滑磨损与疲劳行为的研究[D]. 吝欢. 昆明理工大学, 2019(04)
- [10]齿轮钢18Cr2Ni4WA表面复合强化工艺设计及性能研究[D]. 赵鑫. 哈尔滨工程大学, 2019(03)