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大连理工大学
硕士学位论文
合金铸铁缸套微观组织耐磨性研究及磨损机理分析
姓名:刘文莲
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:姚曼;徐久军
20050301
摘要模量越高,强度越高耐磨性越好。目前柴油机缸套的主流材料仍然是合金铸铁,主要是由于其耐磨性好、成本低,性价比高,加工工艺性好等。合金铸铁缸套中的硬质相主要为磷共晶和合金碳化物、氮化物等。关于缸套耐磨机理研究目前主要采用模拟磨损试验的方法,这些方法尽管可以有动态过程,人们并不是很清楚。特别是近年来对柴油机的要求是提高功率、降低排放污成为高品质缸套的发展趋势。本文采用有限元模拟与试验相结合的方法,对合金铸铁的耐磨机理在双滑磨面理论基础上做进一步的研究。揭示了合金铸铁中的各微观组织在摩擦副中的作用,为缸套材料的成分设计提供理论指导。通过对合金缸套中含硬质相与不含硬质相两种基体组织在法向加压和往复位移载荷作用下计算和三种缸套的磨损试验得到如下结果:逯杏仓氏嗟拇嬖诙愿滋椎哪湍バ杂腥缦掠跋欤鹤柚沽嘶遄橹乃苄郧的扩展,造成了塑性区域的不连续性,从而使位错滑移受到阻碍,阻止了基体的塑性流动,这是合金缸套耐磨的最主要的原因;另外硬质相的存在使基体局部应力集中,因而同时促成了双滑磨面的产生。趾辖鸶滋椎哪ニ鹗匝橹っ髁撕杏仓氏嗟腂缸套和缸套鲍耐磨性好于不含硬质相的滋祝庥爰扑愕慕峁嗤关键词:硬质相;耐磨性;有限元效地评价缸套材料的相对耐磨性,但是不能有效地揭示缸套材料各组成相对磨损的贡献,关于合金铸铁的耐磨机理,一般只是用笼统的双滑磨面理论来解释,而对于磨“染,同时对缸套的耐磨性也提出了更加严格的要求,多元合金化及复合碳化物弥散强化得到含硬质相和不含硬质相两种基体组织与活塞环对磨的动态的过程:包括应力的变化动态过程、表面形貌的动态的变化过程和塑性应变的动态变化过程,使人们对缸套一活塞环的摩擦副工作过程中的微观组织变化过程有直观的了解,且基体材料弹性增加了局部粘着的可能性,使得基体局部容易破坏,这是对耐磨性不利的一个方面,但大连理工大学硕士学位论文
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翊壹丝独创性说明工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究大连理笱Щ蚱渌ノ坏难换蛑な樗褂霉牟牧稀S胛摇M琓作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表/翵,谢意。作者签名:日期:体
缸套活塞环摩擦磨损问题的研究进展髀金化和合理的热处理对改变铸铁缸套的微观结构,提高材料的利用率和耐磨性,是一种的正压力和往复的摩擦、磨损作用,服役条件恶劣。缸套与活塞环的耐磨性和配对性,直接影响到发动机的使用寿命ⅲ壕龆ㄊ倜闹副辏簂、动力性;⑴欧牛、燃、润滑油油耗=昀此孀盼夜玫难杆俜⒄梗怠⒑胶5仍耸湟档玫匠ぷ惴⒄梗对发动机可靠性和经济性提出了更高的要求。因而提高缸套材料的耐磨性,%。.芯勘砻鞯蹦谌蓟痬转速运转时,活塞连杆系统的损失占机械损失的%,并指出“对所有内燃机来晓,活塞连杆系统的摩擦功耗是机械损耗的最大组成部分,但又是最难准确地定量注。长期以来人们对从缸套特性、载荷和环境等外界因素做了充分的研究多年以来,摩擦学界在磨损机理、摩擦学系统分析理论与方法、⒐圩橹⒉牧咸匦缘饶诓恳蛩囟阅湍バ缘挠跋熘厥硬还弧C鼓谝是事物的主要原因,随着人们对磨损问题认识的不断深入和研究力法多样化,通过微合高效和低成本的提高耐磨性的方法。用有限元计算方法和试验的方法相结合对含铌铸铁的微观各相分别与活塞环微凸体进行接触计算,研究合金铸铁缸套中基体组织饕J珠光体和贝氏体牟牧闲灾省⒂仓氏嗟牟牧闲灾省⑹俊⒋笮⑿巫吹榷愿滋住ɑ钊环的磨损过程的影响,研究含硬质相的合会缸套的耐磨机理。并为热处理工艺和成分设缸套是内燃机气缸中重要部件,工作环境恶劣,载荷复杂,其摩擦功耗在内燃机系统中占有重要的比重,历来受到研究者的关注,通过大量文献的总结人们在摩擦学的系统性—、润滑,俊⒛ニ鸨砻嫘蚊瞇琹、以及材料机械特性【】、活塞动力性和温度场康榷喾矫娑愿滋滓换钊纺Σ粮苯醒芯浚⑶胰〉,摩擦学继承了已有几于年历史的关于摩擦、磨损和润滑的实践和研究的全部成果,并根据当前科学与技术发展的态势和对未来的预见,赋予自身更丰富的新的内涵】。缸套一活塞环是发动机中最重要的一对摩擦副。缸套承受着