固体粒子或者流体以一定的速度和角度对材料进行冲击所造成的材料表面破坏及质量损失的现象即为冲蚀磨损这一现象是导致塑料模具等工业设备磨损失效的主要原因之一。45#号冷轧钢板在塑料加工领域为了提高塑料制品的性能常常需要在塑料中添加填料当塑料熔体在模腔内流动时填料颗粒在流场的作用下冲蚀模具材料使模具材料表面发生磨损。填料 颗粒的冲蚀磨损不仅影响了模具的表面粗糙度还会使模具发生组织结构的变化进而缩短模具的使用寿命。

因此对模具材料的冲蚀磨损过程进行研究分析和预测模具材料的耐冲蚀磨损能力可以辅助优化塑料加工工艺和模具设计降低填料颗粒对模具的磨损在一定程度上模具的使用寿命对塑料工业的发展有一定的积极意义。本文利用有限元仿真模拟技术基于显式动力学方法应用ANSYS LS-DYNA软件研究塑料填料颗粒在不同条件下冲击模具材料的过程分析冲蚀机理揭示影响模具冲蚀磨损的主要因素构建预测模具冲蚀磨损的神经网络模型。具体研究内容如下:（1）以石英砂颗粒冲击45号模具钢为例利用ANSYS LS-DYNA软件分别建立三维单颗粒冲蚀模型和三维六颗粒冲蚀模型模拟了球形石英砂颗粒冲击45号钢板模具钢的过程给出了颗粒冲击靶材之后的冲蚀坑形貌研究了单颗粒及多颗粒冲蚀过程中系统内能量的变化规律以及模具材料表面应力的变化特点。（2）从颗粒性质及环境因素两方面作为切入点研究颗粒直径、冲蚀速度、冲蚀角度及环境温度等对模具材料冲蚀磨损的影响分析模具材料的冲蚀率随各因素的变化规律。结果表明靶材冲蚀率随冲击速度的增加而增大;随颗粒直径、温度的增加而缓慢增加;当冲蚀角度为30°时靶材的冲蚀率 。（3）设计正交试验利用极差分析和方差分析两种方法对试验结果进行分析。结果表明:速度对靶材冲蚀率的影响 其次是冲蚀角度45#号冷轧钢板而颗粒直径和温度对靶材冲蚀率的影响相对较小。

采用不同淬火方式对45号钢板淬火之后进行不同温度的回火处理研究其组织和力学性能的变化。结果表明随回火温度的升高马氏体不断分解经450℃回火组织为回火托氏体550℃回火获得回火索氏体组织;820℃水浴淬火由于冷速较慢组织中存在少量的铁素体。450℃回火状态下虽然820℃控时水浴淬火的强硬度比820℃完全淬火稍低但韧性高综合强韧性考虑45#号冷轧钢板经820℃控时水浴淬火+450℃回火后的综合力学性能

  基于替代镀硬铬工艺在核电硬密封领域中的应用采用半导体激光器通过侧向送粉在45号钢板表面制备了无孔洞和裂纹缺陷的WC/Ni基合金复合覆层。观结构观察显示WC硬质相以球状和块状弥散镶嵌在韧性Ni基合金母体中获得了高硬度和高韧性的良好匹配;覆层横截面组织呈梯度分布底部近基体界面处为柱状晶和平面晶逐渐过渡到中部树枝状亚共晶表层组织为等轴晶。球磨摩擦磨损试验结果显示复合覆层的摩擦因数及比磨损率均较45钢基体分别降低48.3%和96.4%其磨损形式以轻磨粒磨损和氧化磨损为主。 

  45#号冷轧钢板是一种优质的碳素结构钢因其具有良好的物理化学性能成为了各行各业应用广泛的工程材料之一。本文以调质45钢为工件材料采用干式切削实验研究不同槽型几何参数对半精加工C型刀片切削调质45钢时的切削力和断屑性能的影响规律。结果显示:刀片的 前角与反屑角都会影响切削力的大小但 前角的影响更为显著适当地增加 前角有利于减少切削力并求出不同切深下切削力与 前角的线性方程;刀片的断屑能力主要与反屑角的大小有关适当地增大反屑角有利于提高刀片的断屑性能;对于45号钢板材料的半精加工将刀片的 前角控制在10°15°同时本文获得了切削速度为200 m/s时正常断屑范围的刀片反屑角与切深和进给率的量化关系在不引起切削力显著增大的前提下将反屑角至30°以上可以获得良好的断屑性能。 

以45#钢支座为典型制件对钢质液态模锻制备工艺过程进行分析与优化。研究不同工艺参数对制件组织性能的影响对制件不同位置的组织性能进行探讨优化和改善液态模锻钢制制件性能为钢制制件的液态模锻制备提供理论依据。创新点:1.利用数值模拟软件模拟分析了钢质液态模锻工艺过程为试验分析提供理论依据;2.对制件不同位置的组织性能分析探讨了塑性变形在液态模锻工艺过程中的影响。方法:1.采用Pro CAST模拟软件对45#号钢板液态模锻的凝固过程、温度场及应力场的变化进行模拟（图6～8）并对液态模锻工艺过程进行理论优化;2.采用单一变量法讨论浇注温度和保压时间对成型件的观结构、机械性能和耐磨性的影响（图9～12）;3.研究成型制件不同位置的观组织、力学性能和断裂行为（图1416和17）并讨论液态模锻工艺过程中塑性变形对制件组织性能的影响;4.探讨分析45#钢支座的动态成形工艺（图18）并研究45#号冷轧钢板的液态模锻整体工艺过程。

   为了定量分析45号钢板表面感应淬火热处理后对表面磨损的影响运用JMatPro软件通用钢模块得到45钢硬度大于50 HRC时的屈服强度。对某型号变速器倒档中间齿轮轴的实际工况进行分析建立修正Archard磨损计算模型并将齿轮轴外圆0.2 cm深度范围内对应的屈服强度作为修正的Archard模型的强度计算值得到不同屈服强度对应的磨损量。并经耐久台架试验验证齿轮轴实际磨损量。结果表明实际磨损量与理论计算值误差为7.26%证明了使用修正Archard模型计算磨损量将感应淬火表面硬度作为整体硬度的方法是可行、有效的。45号钢板此方法的应用可节省新产品的开发周期及试验成本对类似表面硬化后的材料磨损量的计算与预测具有一定的参考意义。 

针对海工装备中常用45#钢板表面耐腐蚀性不足的问题采用离子注入技术（PII）注Al和双辉等离子表面冶金技术（DGPSM）渗Cr复合处理在基体45#钢表面制备Al-Cr复合强化层。利用X射线衍射（XRD）、光电子能谱（XPS）、原子力显镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）等对试样的元素分布、物相结构进行表征。并采用极化曲线和电化学阻抗谱对比分析Al-Cr复合涂层、注Al涂层和基体在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性研究其腐蚀机理。结果表明采用复合技术制备所得Al-Cr涂层的耐腐蚀性佳其表面形成Cr2O3和Al2O3复合钝化膜涂层内部形成具有优异耐腐蚀性Fe2AlCr和Al8Cr5相阻碍Cl-的腐蚀作用;注Al层耐腐蚀性次之其表面形成致密Al2O3钝化膜延缓了Cl-对基体的腐蚀作用;基体耐腐蚀性

  45号冷轧钢板对专用工具锄头的3种热处理工艺进行了试验并对锄头硬度、畸变量、耐磨性和显组织进行了分析。结果表明:45钢淬火回火工艺畸变量大硬度适中耐磨性差;15Mn钢渗碳淬火工艺硬度 耐磨性好畸变量适中。45号钢板淬火低温回火工艺畸变量小耐磨性较好硬度较高具有良好的综合力学性能该工艺的显组织为板条状马氏体。因此15Mn钢淬火低温回火工艺简单、生产效率高是佳的热处理工艺。 

  

  

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