本文采用45号钢板刻槽预制缝隙经不同的加热温度和时间模拟裂纹的氧化过程。通过观察发现预制缝隙在加热过程中不仅形成了各类常规氧化铁缝侧钢基还形成圆点状内氧化物和龟背纹状氧化物。根据试验现象可知45钢裂纹边缘圆点状氧化物是一种高温氧化产物温度越高加热时间越长裂纹边缘圆点状氧化物就越密集950℃以下短时间内却很难形成点状内氧化物因此可以通过点状氧化物的形成特点判断裂纹形成阶段。 

  45#钢材料既可以用于制造塑料模具也可用于制造高强度传动构件。但在恶劣的工况条件下往往发生磨损、氧化、腐蚀最终导致零件失效。通过激光熔覆工艺可以修复失效零部件增加零部件的服役寿命减少资源浪费节约成本。45#号冷轧钢板本文以工业中常用的45#钢材料为研究对象在基材表面进行激光熔覆实验采用理论模型与实验相结合的方法改善熔覆层的宏观形貌降低熔覆层裂纹并提高45#钢构件的整体耐磨性。本文首先采用响应面法中的中心复合设计法对单道沉积层几何形貌进行预测和优化以宽高比、稀释率为指标研究试验参数对沉积层几何形貌的变化规律。将优化后的熔覆层形貌进行试验验证试验结果表明宽高比和稀释率的试验值与预测值的 误差为8.5%优化后的工艺参数为:离焦量14.4mm激光功率1290W送粉电压8.3V扫描速度3.7mm/s。通过双椭球热源模型进行激光熔覆单道沉积轨迹的应力场数值模拟将热源形貌与单道熔覆层截面形貌对比通过热源校正的方法保证模拟精度。结果表明熔覆层整体主要承受拉应力以X方向的轴向拉应力为主 拉应力出现在熔覆层末端位置为532MPa。其次为了提高多道沉积层的表面质量建立多道搭接率理论模型。通过公式推导得出多道搭接率与沉积层几何特征宽度和高度的关系。分别以宏观形貌、截面形貌、表面平整度为评价指标验证搭接率理论模型的准确性最终得出搭接率为45%～50%时熔覆层质量较好与理论模型搭接率 误差为2.54%。45号钢板通过组织及相分析表明涂层中元素偏析及硬质相的不利分布是导致镍基合金涂层开裂的原因之一。

采用45号钢板销和尼龙PA66盘运用正交试验法在MMW-1A 摩擦磨损试验机上研究干滑动摩擦条件下速度、载荷和金属销表面粗糙Ra对45钢/PA66配副摩擦学性能的影响.通过极差分析与方差分析发现:载荷、粗糙度对摩擦系数与磨损量有显著影响而速度影响相对较小.当载荷为50 N速度为11.25 m/sRa为0.60μm时摩擦系数与磨损量最小.基于正交试验的 结果开展控制变量试验试验结果表明:载荷小于90 N时PA66以黏着磨损为主;载荷为90 N时PA66磨损形式为犁削磨损和黏着磨损.载荷为140 N时PA66的磨损形式为黏着磨损并伴有胶合现象的产生. Ra小于0.46μm时PA66以黏着磨损为主;Ra为0.46μm时PA66的磨损形式为黏着磨损和犁削磨损且在对偶金属销表面上形成连续的转移膜;Ra大于0.46μm时PA66以犁削磨损为主. 

  针对目前激光热处理教学实验平台的研发不足采用低功率的光纤激光器搭建一个能耗和成本低的用于教学及科研的激光热处理小型平台满足教学和科研的实验要求并选用45#号冷轧钢板在该平台上完成激光淬火实验同时分析了淬火时间和相对离焦量对淬火后硬度的影响。结果表明:激光淬火后表面硬度提高到原先的2倍。经多次实验并调整参数实验结果验证了该实验平台的可靠性和使用性。 

  选取YG8YG15和YG20商用硬质合金与WC-5Co-25Ni硬质合金通过扩散烧结的方法制备梯度硬质合金采用NiFe-C焊丝对梯度硬质合金与45钢进行TIG连接通过扫描电镜观察、抗弯强度试验对焊接接头的组织和力学性能进行了分析。结果明:YG8/YG15/YG20/WC-5Co-25Ni四层结构梯度合金可以缓解焊接应力与45#号冷轧钢板TIG焊可以获得无开裂接头;垂直堆叠烧制的梯度合金焊接时易在焊缝底部界面位置形成η碳化物层60°倾角倾斜堆叠烧制的梯度合金焊接时界面位置不再形成有害碳化物层;由于η碳化物层的存在垂直堆叠梯度合金的焊接接头抗弯强度仅为0. 74 GPa倾斜堆叠梯度合金的焊接接头的抗弯强度提高到1. 29 GPa。 

45号钢板在氩气保护条件下利用银基、镍基和铜基三种钎料分别对细粒度金刚石磨粒进行激光钎焊试验通过三维视频显镜观察分析金刚石和焊道在不同工艺参数下的钎焊形貌。研究表明:在合适的工艺参数下三种钎料均可以熔化充分金刚石热损伤较小钎料能实现与金刚石、基体的牢固焊接。 

  本文研究了羟基乙叉二膦酸（HEDP）镀铜工艺在45号钢板表面得到的铜镀层的性能考察了铜镀层的结合力、孔隙率以及深镀能力等各项性能指标。结果表明HEDP镀铜工艺在45钢表面沉积得到的铜镀层均匀致密镀层未出现起皮、鼓泡或脱落的现象且镀层厚度在37～40μm时孔隙率为零。弯曲法检测结果表明铜镀层与基体之间具有良好的结合力即使基体材料完全断裂铜镀层也未脱落。深镀能力考察结果表明对于内孔直径为10 mm的通孔和盲孔零件此工艺方法的深镀能力能够满足内孔表面的镀覆要求。在45#号冷轧钢板个给定的镀层厚度范围内HEDP镀铜工艺能够很好地控制镀层厚度具有良好的工艺控制能力且铜镀层与底漆或密封剂之间具有良好的结合力。研究结果表明采用HEDP镀铜工艺在45号钢板表面能够得到满足相关标准和产品质量要求的铜镀层。 

针对45号钢板材料淬透性低、淬火过程易出现开裂等缺陷本文采用亚温淬火工艺对45钢进行试验研究。结果表明:在730～770℃亚温淬火时随着淬火温度的提高回火板条马氏体含量逐渐增多分布趋于均匀铁素体含量逐渐减少硬度和抗拉强度逐渐增强。采用适当的亚温淬火工艺可有效提高45钢综合力学性能拓宽其使用范围为制作性能优异的零部件提供参考依据。

  为采用较小的铣削加工用量探究对45号钢板的铣削力的影响规律采用基于曲面响应曲面法设计试验建立了45钢铣削力预测模型运用方差分析法检验模型并研究了交互作用对铣削力的影响。试验结果表明:每齿进给量f和轴向切深ap、每齿进给量f和径向切深ae的交互作用对铣削力Fx的影响较显著建立的铣削力预测模型精确度较高为实际的精细加工生产提供参考。 

  面向45#号冷轧钢板/锡铅合金复合结构熔融沉积过程中的锡铅合金熔滴与钨极惰性气体保护焊（TIG）焊接熔池的匹配性需求基于有限差分方法采用流体体积法（VOF）建立喷熔滴形态演变过程数值计算模型分别研究压电驱动式熔滴喷过程中压电激振驱动参数和喷头内结构参数对于产生熔滴的尺寸及速度的作用和变化规律.研究发现当喷孔直径为0.5～0.6 mm喷孔深度为5～6 mm环隙为4～5 mm时锡铅合金熔滴具有较高的球形度熔滴可控性较好.压电陶瓷激振频率和驱动行程对于锡铅合金熔滴尺寸影响不明显熔滴速度随激振频率和驱动行程的增大而增大.对比数值计算结果与实验结果发现锡铅合金熔滴尺寸与熔滴速度 45#号冷轧钢板误差均小于10%表明利用数值计算模型对熔滴喷过程进行分析较可. 

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