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激光仿生处理蠕墨铸铁的抗热疲劳性及其对磨损性的影响

杨春艳  
【摘要】:利用激光能量集中的特点,在蠕墨铸铁表面实现局部熔凝,加工出具有更加细小的尺寸,性能更好的单元体组织,与蠕墨铸铁表面有机地耦合起来,以此来模仿生物体表的非光滑耦合结构,可使蠕墨铸铁的耐磨损性能和抗热疲劳性能都得到显著提高。试验重点研究了:热疲劳参数对仿生试样抗热疲劳性能的影响;热疲劳参数对仿生试样耐磨性的影响;仿生试样抗热疲劳性与耐磨性的关系。 蠕铁制动盘的应用表明,在绝大多数情况下,制动盘的磨损是经受不同程度热疲劳后的磨损行为。所以,制动盘的失效是热疲劳和磨损共同作用的结果。因此对激光仿生处理后的试样和蠕墨铸铁母材进行热疲劳后的磨损实验。实验结果表明:仿生试样比未处理试样具有更好的抗热疲劳性能:随着热疲劳程度的加深(热疲劳循环次数增加或热疲劳温度提高),试样的热裂纹数量增加,最长裂纹的长度增大,试样的抗热疲劳性能下降。但在相同的热疲劳程度下,仿生试样的热裂纹数量和最长裂纹长度均低于未处理试样,表明仿生试样的抗热疲劳性要优于未处理的试样;随着热疲劳次数的增加或热疲劳温度的提高,试样的磨损量增加,耐磨性下降,仿生试样的磨损量始终低于未经仿生处理试样的磨损量,表明即使经过热疲劳,激光仿生处理仍然是提高材料抗磨损性能的有效途径。


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