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。 

冷滚打成形技术是在金属材料冷态下45号钢板使用具有一定形状的滚打轮不断击打工件表面迫使金属局部产生塑性变形并逐渐累积的一种增量冷塑性成形方法。为了建立更为精准可靠的冷滚打成形的有限元模型本文分析了冷滚打成形原理及其成形特点采用下山单纯形法建立了以材料JC本构模型参数为对象的多元函数修正方法并以45钢为例结合冷滚打实验和有限元仿真45#钢板修正了通过分离式Hopkinson压杆实验测定的J-C本构模型中的4个参数。结果表明相比于修正前采用修正后的J-C本构模型参数得到的仿真结果能够准确描述不同加工参数下的冷滚打成形力与实验结果的 误差为9.8%。 

 自行研制了一套表面超声冲击/滚压系统采用该系统对45钢进行了超声表面滚压加工（USRP）处理。研究USRP对45钢性能的影响并探究USRP对45#冷轧钢板疲劳性能的影响。试验分为三步: 步设计一台USRP装置并把该装置安装在车床上实现自动滚压的效果;第二步利用设计好的USRP系统对

45钢圆柱试样进行处理研究不同加工参数对45钢表面硬度、粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力及表面组织的影响;第三步对45钢疲劳试样进行USRP处理研究该技术对45#钢板疲劳性能的影响。试验结果表明:（1）USRP能够提高试样表面显微硬度。在其它加工参数不变滚压道次为4道时表面显微硬度达到414HV（未滚压态试样227HV）相比未滚压态试样提高82%滚压道次过大会使试样表面显微硬度降低;滚压静压力为300N时表面显微硬度达到416HV（未滚压态试样234HV）相比未滚压处理试样提高了78%当压力超过300N以后压力继续增加试样表面显微硬度降低;振幅为10μm时表面显微硬度达到409HV（未滚压态试样224HV）相比未USRP处理的试样提高82.6%当振幅超过10μm时硬度值降低

含孔金属板结构广泛应用于工程领域中。45号钢板在远端载荷的作用下孔的根部会产生应力应变集中从而导致裂纹的产生降低了金属含孔板的承载能力和疲劳寿命。因此对于含孔板的应力应变集中问题的研究一直是结构评估领域的重点课题。对于承受准静态载荷的线弹性含孔板的应力应变集中已有的研究已经给出了较为且精度较高的结果并得到了广泛的应用。45#冷轧钢板然而工程中大量的结构需要承受动态载荷。对于金属含孔板结构动载荷引起的材料应变率效应对孔口根部应力应变集中的数值与空间分布往往具有显著影响从而导致基于线弹性准静态得到的结果不再适用。因此针对此问题本文选取45钢和LYP225钢这两种典型钢材作为研究对象采用试验与数值仿真分析的方法对金属含孔板应力应变集中的应变率效应展开研究。 

  45#冷轧钢板本文研究的主要内容和成果如下:（1）结合正交实验法设置焊接试验参数组讨论电子束焊接工艺参数对铜/钢双材料力学性能的影响得出了较优的工艺参数组和具备较好拉伸性能的焊接接头。（2）进行了极限拉伸试验和三点弯曲试验分析了铜/钢双材料的裂纹扩展方向综合宏观、微观断口形貌分析了铜/钢双材料的断裂模式并依据标准测定了铜/钢双材料的断裂韧性。（3）利用小冲孔试验装置对铜/钢双材料进行了三种焊缝位置的小冲孔试验分析了铜/钢双材料小冲孔试验断裂的主要原因。探讨了基于小冲孔试验数据测定铜/钢双材料断裂韧性的适用性同时得到了铜/钢双材料的断裂韧性值与传统三点弯曲试验的结果相比具有较好的一致性验证了利用小冲孔试验测定断裂韧性的潜力。45号钢板（4）基于焊接传热和损伤断裂理论利用有限元分析软件ABAQUS构建了小冲孔数值仿真模型分析了应力应变场分布情况进行了一些探索性的研究工作。

为研究不同强度磁场作用下45#钢板自配副的磨损机制及磁场强度与磨损率的关系在不同强度磁场作用下进行45钢自配副的销、盘干摩擦试验分析销试样的磨损性能及其磨损面的形貌、化学成分。结果表明:随着磁场强度增加销试样磨损率经历快速减小、缓慢减小和基本稳定3个连续变化阶段使其由严重磨损转变为轻微磨损的临界磁场强度约为17. 4×103A/m;无磁场作用时销试样磨损面存在犁沟45钢/45钢的磨损类型为磨粒磨损;随着磁场强度的增加销试样磨损面发生氧化并生成了Fe2O3摩擦过程中氧化物剥落形成凹坑45钢/45钢的磨损类型主要为氧化磨损;磁场增加使销试样磨损面更加光滑。可以得出:一定强度的磁场使45钢自配副摩擦过程由磨粒磨损转变为氧化磨损而氧化磨损类型对应45钢自配副的轻微磨损。 

  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钢淬采用45钢销和尼龙PA66盘运用正交试验法在MMW-1A45#钢板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45号钢板损为主;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. 

  

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