高壓水射流改性金屬變質(zhì)層的機(jī)理及實驗研究.pdf

1、零件的表層改性及變質(zhì)層性態(tài)是影響零件疲勞壽命的關(guān)鍵因素?？蛊谥圃斓暮诵氖峭ㄟ^合理的表層改性工藝，在零件表面形成具有一定性態(tài)的優(yōu)質(zhì)變質(zhì)層，以提高零件在服役過程中的疲勞壽命。高壓水射流作為一種新型的表層改性工藝，在變質(zhì)層的生成方面具有獨特的優(yōu)勢，日益受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。本文針對高壓水射流表層改性齒輪鋼18CrNiMo7-6的相關(guān)內(nèi)容展開研究工作，主要完成了以下研究內(nèi)容。
　　在理論分析方面，對射流沖擊力進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得出沖擊力的理論

2、值。在仿真分析方面，采用ANSYS Fluent軟件，對高壓水射流外流場的沖擊力進(jìn)行了仿真，得出沖擊力的仿真值，確定了射流沖擊力與射流參數(shù)之間的關(guān)系，為后續(xù)的工裝夾具設(shè)計提供了理論依據(jù)。根據(jù)后續(xù)實驗測得射流沖擊力，修正了沖擊力的理論公式，并得出結(jié)論，射流沖擊力隨著壓力的增加逐漸增大，兩者基本呈線性關(guān)系。
　　在工藝研究方面，針對高壓純水射流，研究了射流壓力、噴嘴移動速度、靶距等對齒輪鋼18CrNiMo7-6的表層改性效果。根據(jù)實驗

3、結(jié)果，總結(jié)出一組最優(yōu)的工藝參數(shù):射流壓力為150MPa，革E距為10mm，噴嘴移動速度為20mm/min。經(jīng)過實驗研究表明，在合適的工藝參數(shù)下，高壓純水射流表層改性工藝能夠為齒輪鋼18CrNiMo7-6進(jìn)行較為明顯的表層改性，使其表層引入一定幅值和梯度的殘余壓應(yīng)力，應(yīng)力變化的幅值最高可達(dá)1140.92MPa，并能將表面顯微硬度在58HRC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高3?4HRC。
　　此外，開展了混合射流的工藝研究，在純水中加入切削液，研究