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        論文期刊
        鏡面加工
        EA4T車軸鋼的豪克能超聲滾壓表面強化
        鏡面加工 2021-08-31
        EA4T車軸鋼的豪克能表面強化
         
        摘要:
        利用豪克能設備針對EA4T車軸鋼進行了表面強化處理.采利用金相顯微鏡和透射電鏡表征了車軸鋼表面結構的變化,并對豪克能處理前、后試樣表面粗糙度和顯微硬度進行了分析。結果表明:經過豪克能處理后,試樣表面發生了劇烈的塑性變形,晶粒明顯細化,顯微硬度呈梯度化.伴隨著豪克能功率的增加,變形層厚度增加,粗糙度減小,表面硬度增大;經與未經豪克能處理的試樣相比,在豪克能功率180瓦作用下,表面粗糙度降低了6.5倍,試樣的表面硬度提高了25% ,變形層厚度大約為80 um。
        關鍵詞:
        車軸鋼;豪克能強化;組織顯微硬度;超聲滾壓;表面強化

        梁晨,覃作祥,陸興
        (大連交通大學材料科學與工程學院,遼寧大連116028)

        車軸是承受機車車輛質量的關鍵部件,在運行中要承受靜載荷、動載荷和制動附加載荷的作用,失效的主要形式是疲勞破壞﹒近年來,隨看鐵路的高速化和重載化,車軸的疲勞破壞日益嚴重,對行車的安全性能提出了嚴峻的挑戰.疲勞預傷”往往發生在表面或從表面開始,然后i逐漸回內部擴展并最終導致整個構件失效,造成了旦大經濟損失和安全隱患.因此,可以通過改變表面晶粒的結構、硬度或殘余應力來提高表面性能,從而減少或延緩車軸的失效,對保證軌道交通的順物通行有積極意義.
        目前在實際生產中廣泛采用長逛化僅不術提高車軸鋼表面性能,主要有噴丸強化﹑滾壓強化和感應淬火等3﹐這些方法取得了良好的強化效果,但也存在著一些局限性,如設備龐大,效率低,污染大,處理效果還沒有達到人們的預期⒅.豪克能技術作為一種有效的表面強化方法,可以使金屬表面產生彈塑性變形﹐晶粒減小,硬度增加,同時改變表面的殘余應力狀態﹑提高金屬的疲勞壽命和腐蝕性能;并且豪克能設備體積小、質量輕,噪聲小污染少,成本低耗能少;豪克能處理具有速度快,強化層較深,可以引入較大的殘余壓應力,同時不受工件形狀限制,還可以與其它設備組成生產線等優特點,故可以把豪克能技術應用于車軸鋼的表面強化上,提高其綜合力學性能.本文主要研究了豪克能處理后的EA4T車軸鋼顯微組織及硬度的變化。

        結論
        (1)車軸鋼在經豪克能超聲滾壓處理后,表面發生了劇烈的塑性變形,晶粒明顯細化,顯微硬度呈梯度化,隨著距表面深度的增加,變形量逐漸減小,依次分為劇烈變形層、過渡層和基體,變形區與基體沒有明顯界限;
        (2)隨豪克能沖擊功率的增加,變形層厚度增大,表面粗糙度減小,表面硬度提高,與基體未經超聲沖擊處理的試樣相比,在功率180 W作用下,試樣的表面硬度提高了25%,表面粗糙度降低了6.5倍,變形層厚度大約為80 um,試樣最表層已轉變為均勻的等軸狀納米晶﹐晶粒尺寸為40~ 50 nm;
        (3)車軸鋼表面硬度的提高是晶粒細化和加工硬化共同作用的結果.




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