对
目的通过在摩擦副表面进行激光微织构加工研究不同分布形式的微织构对摩擦副的减摩作用效果为微织构摩擦副在实际工程应用中的设计与选用提供参考。方法选取45#钢板作为摩擦材料制备环环接触的摩擦副通过激光微雕刻在试件表面加工一定尺寸的微织构在油润滑条件下利用 摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验并通过超景深三维显微镜观察磨损表面研究不同微织构在油润滑方式下对摩擦副的减摩作用机理及具体影响规律45号钢板。结果带有合理分布形式微织构的摩擦副接触表面能产生明显的动压润滑效应其中径向沟槽微织构和凹坑状微织构在稳定磨损阶段的摩擦系数明显小于光滑表面分别能减小摩擦系数16%和11%局部网状微织构的摩擦系数与光滑表面没有明显差异周向沟槽微织构的摩擦系数大于光滑表面。带有径向沟槽和凹坑微织构的摩擦副相比于光滑表面温升有所降低而周向沟槽和局部网状微织构随着摩擦表面磨损的加剧温升更加明显下试件分布有微织构的摩擦副接触表面摩擦系数要明显小于上试件分布有微织构的摩擦副。削裂纹的产生是由磨削热所致主要与磨削加工工艺不当有关。 

   通过自蔓延高温合成法和真空消失模铸渗法制备出了Ti B2和Ti C颗粒增强45号钢板基表面复合材料研究了热处理温度对表面复合材料组织的
 缓冲杆是机车车辆连接缓冲系统的重要零部件其材料一般为45号钢板。研究在合适的焊接电流、电压、焊接速度、送丝速度下45钢冷金属过渡堆焊层及热影响区的组织、硬度、修复区域拉伸性能、冲击性能及金相组织。试验结果表明:在电流150～160 A电压15～16 V送丝速度5 m/min焊接速度12 mm/s混合气体保护气流量20～25 L/min时堆焊修复区域力学性能与母材相比明显提高无明显应力集中;修复后的缓冲杆经磁粉和超声波探伤未见焊接缺陷。该修复工艺提高了缓冲杆的使用寿命。 

基于建筑钢结构耐腐蚀性能较差的问题在45号钢板结构基材表面制备了3种不同Zn和Al粉配比的涂层研究了3种涂层和钢结构的开路电位、极化曲线和腐蚀形貌并分析了涂层的腐蚀机理。结果表明当Zn与Al粉比例为5∶1、7∶1和9∶1时涂层物相均为Fe、Zn、Al和ZnOZn O是由于涂层在涂覆和热处理过程中发生了氧化;3种不同Zn∶Al比的涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率均低于钢结构基材且随Zn粉含量的增加涂层的腐蚀速率降低幅度更大更有利于抑制钢结构基材的腐蚀;钢结构表面涂层的腐蚀失效从局部孔蚀转变为腐蚀产物表面局部裂纹再演变为涂层表面龟裂和剥落。 

  采用中温形变处理方式从温度、形变量和保温时间3个方面探究A1线附近形变过程对热轧态45号钢板中片层渗碳体的影响。结果表明:增加形变量、形变温度和保温时间均有利于片层状渗碳体向粒状转变可起到球化退火效果。在大形变量及一定保温时间下粒状渗碳体尺寸和分布均匀且伴随着铁素体动态再结晶过程。而在大形变量且形变温度升高至A1线以上条件下在动态再结晶铁素体基体上析出细小弥散分布的渗碳体颗粒会形成复合组织（α+θ）使试样硬度明显增加至190 HV0.1。 

 提出了一种镗削过程中基于MATLAB的切削力仿真预测方法并开发了一种切削力仿真软件。45#钢板通过建立镗削加工过程的基本参数研究了刀具几何参数和加工工艺参数与切削面积和线长的关系;根据主副切削刃参与切削情况将镗削过程分为4种工况分别计算4种工况下的切削面积和线长通过MATLAB仿真得到相应的函数关系曲线;建立切削力关于切削面积和线长的数学模型从而得到切削力与镗削基本参数的关系同时对镗削过程刀具振动进行研究。通过试验对比验证了基于MATLAB的切削力仿真预测方法的准确性为镗削过程中切削力和振动的智能控制奠定基础。 

螺杆是注塑机的重要零部件但是由于其工作环境恶劣容易发生磨损、撕裂、腐蚀等失效从而增加了螺杆的消耗提高了企业生产成本因此提高螺杆表面性能变得极为重要。本文采用激光合金化法分别在45号钢板表面制备了铬、钼、硼系列合金化涂层以合金化涂层的硬度为优化指标通过正交试验优化了每种涂层的激光合金化的工艺参数并对 工艺参数下的合金化涂层的成分进行优化研究了 工艺下的合金化涂层的组织、硬度以及摩擦磨损性能并对其成分、工艺和性能进行了研究。研究表明经 工艺制备的铬、钼、硼、铬钼、铬硼、钼硼以及铬钼硼合金化涂层表面均无孔洞、

  裂纹等缺陷每种合金化涂层均由合金化区和热影响区组成其整体形貌均为月牙形合金化区组织形态均为柱状晶粒且合金化区与热影响区交界处呈冶金结合;每种涂层的硬度和耐磨性能较于基体均有大幅度提高其合金化区的硬度都比较均匀热影响区硬度均呈梯度分布其中硼合金化涂层硬度 且磨损率低铬合金化涂层硬度 且磨损率 通过对每种涂层的硬度和耐磨性能分析可以确定出涂层硬度与磨损率成反比即硬度越高磨损率越低;每种涂层的摩擦系数均随着时间的推移先上升 趋于稳定其中钼合金化涂层摩擦系数 铬合金化涂层摩擦系数 ;通过对合金化涂层的成分、工艺和性能的分析可以确定出涂层的性能与成分和工艺有着重要的联系硼元素对于合金化涂层的硬度和耐磨性能 铬元素对硬度和耐磨性能小。阳极氧化与硅烷封孔处理对热浸镀铝45#钢电偶腐蚀抗力改善的作用缘于具有更高的电极电位的Al2O3涂层降低HDA 45#钢板与30%Cf/PA6复合材料之间的极化电位差降低了HDA 45#钢试样与30%Cf/PA6复合材料之间的电偶腐蚀驱动力而且有效地提高了电偶腐蚀发生时的电荷转移势垒降低了电偶腐蚀电流密度;

  具有疏水特性的硅烷涂层进一步密封了Al2O3涂层中的缺陷避免了腐蚀液通过Al2O3涂层对HDA-AO 45#钢基体的侵蚀从而阻止腐蚀介质进入涂层腐蚀HDA 45#钢基体。同时硅烷涂层良好的绝缘性能同样降低了HDA-AO-SS45#钢与30%Cf/PA6复合材料之间的电偶腐蚀的驱动力与电荷转移阻力。环境因素对HDA 45#钢板与30%Cf/PA6复合材料的电偶腐蚀抗力的影响较大升高腐蚀介质温度显著增大电偶腐蚀电流密度;电偶腐蚀电流密度随着腐蚀介质浓度的增大而逐渐增大但大于6%时浓度的变化对电偶腐蚀速率影响较小;增加腐蚀介质pH电偶腐蚀电流密度先降低后增大。总体而言腐蚀介质的温度对电偶腐蚀速率的影响

超细马氏体、铁素体组织对强度起了决定性作用对塑性和韧性起决定作用的为残留奥氏体和铁素体。以贝壳珍珠层软硬相间结构为生物原型对45钢进行仿生耦合设计通过脉冲电流处理在45号钢板表面制备仿生耦合单元体。脉冲电流仿生耦合处理试样的拉伸强度和延伸率分别为1193MPa和18.1%与传统调质处理试样的拉伸强度786MPa延伸率16%相比分别提高了51.8%和13.2%。这是由于单元体协同作用产生BMP效应“堤坝”效应“局部承担”和“接力效应”共同作用的结果。综上所述脉冲电流电致强化技术是一种附加约束控制冷却的高能瞬时多场耦合电脉冲处理技术。通过调整电处理参数、循环处理次数和控冷技术结合可实现金属材料的固溶、时效、淬火、退火、正火、回火等得到不同的组织结构及强韧性配合满足多种不同服役条件要求。处理效果与材料初始态组织、电参数大小及冷却速度控制等密切相关。本文研究证明了通过不同的工艺流程脉冲电流处理方法可以实现45钢微观组织的精细化及硬相与软相的合理调控从而达到提高45钢强韧性获得良好的综合性能的目的。脉冲电流处理配合高温形变可成为一种快速、制备满足新一代钢铁材料要求的超高强度钢的方法。

  激光熔覆技术是提高金属表面性能快速的方法可以在基体表面快速熔覆高耐磨、高硬度、高耐蚀性的熔覆涂层但是制约激光硫45号钢板（/%:0.42～0.50C0.17～0.37Si0.50～0.80Mn≤0.035P0.035～0.045S）的Φ44 mm轧材探伤合格率低轧材表面存在裂纹缺陷通过分析是由150 mm×150 mm铸坯缺陷导致的。对铸坯表面酸洗发现裂纹缺陷采用金相显微镜对裂纹进行分析。分析认为是由结晶器铜管R角太小、角部冷却太强、保护渣熔化不好、传热和润滑效果差以及二次冷却不均匀导致的。通过对结晶器铜管、保护渣及二次冷却水量进行工艺优化改善结晶器冷却传热和二冷段喷淋冷却效果提高铸坯冷却均匀性使得铸坯缺陷明显改善轧材合格率大幅提高。 

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