合金鑄鐵缸套微觀組織耐磨性研究及磨損機(jī)理分析.pdf

1、目前柴油機(jī)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(jià)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(guān)于缸套耐磨機(jī)理研究目前主要采用模擬磨損試驗(yàn)的方法,這些方法盡管可以有效地評(píng)價(jià)缸套材料的相對(duì)耐磨性,但是不能有效地揭示缸套材料各組成相對(duì)磨損的貢獻(xiàn),關(guān)于合金鑄鐵的耐磨機(jī)理,一般只是用籠統(tǒng)的雙滑磨面理論來(lái)解釋,而對(duì)于磨損的動(dòng)態(tài)過(guò)程,人們并不是很清楚.特別是近年來(lái)對(duì)柴油機(jī)的要求是提高功率、

2、降低排放污染,同時(shí)對(duì)缸套的耐磨性也提出了更加嚴(yán)格的要求,多元合金化及復(fù)合碳化物彌散強(qiáng)化成為高品質(zhì)缸套的發(fā)展趨勢(shì).本文采用有限元模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)合金鑄鐵的耐磨機(jī)理在雙滑磨面理論基礎(chǔ)上做進(jìn)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(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo).通過(guò)對(duì)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(fù)位移載荷作用下計(jì)算和三種缸套的磨損試驗(yàn)得到如下結(jié)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(duì)磨的動(dòng)態(tài)的過(guò)程:包括應(yīng)力的變化動(dòng)態(tài)過(guò)程、表面形貌的動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程和塑性應(yīng)變的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,使人們對(duì)缸套-活塞環(huán)的摩擦副工作過(guò)程中的微觀組織變化過(guò)程有直觀的了解,且基體材料彈性模量越高,強(qiáng)度越高耐磨性越好.2基體中硬質(zhì)相的存在對(duì)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(kuò)展,造成了塑性區(qū)域的不連續(xù)性,從而使位錯(cuò)滑移受到阻礙,阻止了基體的塑性流動(dòng),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(yīng)力集中,因而增加