合金鑄鐵缸套微觀組織耐磨性研究及磨損機理分析.pdf

1、目前柴油機缸套的主流材料仍然是合金鑄鐵,主要是由于其耐磨性好、成本低,性價比高,加工工藝性好等.合金鑄鐵缸套中的硬質(zhì)相主要為磷共晶和合金碳化物、氮化物等.關于缸套耐磨機理研究目前主要采用模擬磨損試驗的方法,這些方法盡管可以有效地評價缸套材料的相對耐磨性,但是不能有效地揭示缸套材料各組成相對磨損的貢獻,關于合金鑄鐵的耐磨機理,一般只是用籠統(tǒng)的雙滑磨面理論來解釋,而對于磨損的動態(tài)過程,人們并不是很清楚.特別是近年來對柴油機的要求是提高功率、

2、降低排放污染,同時對缸套的耐磨性也提出了更加嚴格的要求,多元合金化及復合碳化物彌散強化成為高品質(zhì)缸套的發(fā)展趨勢.本文采用有限元模擬與試驗相結合的方法,對合金鑄鐵的耐磨機理在雙滑磨面理論基礎上做進一步的研究.揭示了合金鑄鐵中的各微觀組織在摩擦副中的作用,為缸套材料的成分設計提供理論指導.通過對合金缸套中含硬質(zhì)相與不含硬質(zhì)相兩種基體組織在法向加壓和往復位移載荷作用下計算和三種缸套的磨損試驗得到如下結果:1得到含硬質(zhì)相和不含硬質(zhì)相兩種基體組織

3、與活塞環(huán)對磨的動態(tài)的過程:包括應力的變化動態(tài)過程、表面形貌的動態(tài)的變化過程和塑性應變的動態(tài)變化過程,使人們對缸套-活塞環(huán)的摩擦副工作過程中的微觀組織變化過程有直觀的了解,且基體材料彈性模量越高,強度越高耐磨性越好.2基體中硬質(zhì)相的存在對缸套的耐磨性有如下影響:阻止了基體組織的塑性區(qū)域的擴展,造成了塑性區(qū)域的不連續(xù)性,從而使位錯滑移受到阻礙,阻止了基體的塑性流動,這是合金缸套耐磨的最主要的原因;另外硬質(zhì)相的存在使基體局部應力集中,因而增加