鐵鎳梯度材料的多碰塑變性能研究.pdf

1、實(shí)際生產(chǎn)中，低應(yīng)力多碰載荷（碰撞應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服應(yīng)力，且多次碰撞）下工作的重要零部件，常常因?yàn)榘l(fā)生塑性變形而導(dǎo)致失效。研究表明，由于材料單位體積應(yīng)變能和應(yīng)力水平隨著層深而衰減，材料的塑性應(yīng)變率隨著碰撞次數(shù)的增加而減小，而且形變發(fā)生主要集中在材料的表面及附近。根據(jù)材料的形變特性，本文提出采用梯度涂層的方法來提高材料的抗多碰塑變性能。具體方案是通過先進(jìn)的放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了1#純鐵、2#鐵鎳突變、3#鐵鎳梯度三種試件，并對(duì)其進(jìn)行低應(yīng)力多碰

2、試驗(yàn)，分析它們的形變規(guī)律，在一定的假設(shè)條件下，建立數(shù)學(xué)模型。
　　采用正交試驗(yàn)的方法，制定了九組燒結(jié)試驗(yàn)，尋找出最佳的燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)壓力，保證試件具有最佳的綜合力學(xué)性能。經(jīng)顯微硬度測試，所制備的鐵鎳梯度試件硬度值呈連續(xù)梯度增大的趨勢。光學(xué)顯微鏡和金相顯微鏡的觀察圖片都表明了各層間過渡處結(jié)合緊密，符合期望。
　　通過坐標(biāo)網(wǎng)格法，對(duì)三種試件的塑性變形進(jìn)行了分析。在相同的低應(yīng)力多碰條件下（碰撞應(yīng)力=50Mpaσ碰撞行程h

3、=12.5mm碰撞頻率為p=4Hz），鐵鎳梯度試件、鐵鎳突變?cè)嚰⒓冭F試件的累積變形量和最大應(yīng)變率依次增大。從發(fā)生形變的區(qū)域上看，鐵鎳試件形變區(qū)域明顯少于其他兩者。這充分說明了梯度試件在低應(yīng)力抗多碰塑變能力方面顯著優(yōu)于突變和純鐵試件。同時(shí)，經(jīng)過硬度測試，驗(yàn)證了多碰后材料發(fā)生了形變硬化，且硬化差值對(duì)比也符合上述的結(jié)論。
　　分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，得出以下結(jié)論：累積變形量與碰撞次數(shù)呈指數(shù)關(guān)系；當(dāng)碰撞次數(shù)一定時(shí)，層深與應(yīng)變率的自然