渗碳齿轮钢表面喷丸强化研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文渗碳齿轮钢表面喷丸强化工艺研究硕士研究生：岳彩文指导教师：陈昭运教授学科、专业：材料科学与工程论文主审人：金国教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号工学硕士学位论文渗碳齿轮钢表面喷丸强化工艺研究硕士研究生：岳彩文指导教师：陈昭运教授学位级别：工学硕士学科、专业：材料科学与工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationforthe

2、DegreeofM.EngStudyonthereinforcementprocessofthesurfaceshotblastofcarburizedgearsteelCandidate:YuecaiwenSupervisor:Prof.ChenzhaoyunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:Mar.,2

3、018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，

4、即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日

5、年月日摘要喷丸强化是齿轮最常用的表面强化方法，不仅能提高齿轮的抗疲劳性能和耐磨性，还能使齿轮心部保持良好的韧性。本文主要研究了弹丸直径和喷丸强度对渗碳20Cr2Ni4A钢和渗碳9310钢试样表层显微组织、残余奥氏体、残余应力、显微硬度和表面形貌的影响，以及对20Cr2Ni4A钢摩擦磨损性能、冲蚀性能和9310钢在不同温度下摩擦磨损性能的影响；借助ABAQUS有限元分析软件，研究了弹丸直径和喷丸速度对9310钢表层残余应力场和表面粗糙度的影响。经过喷丸处理，渗碳20Cr2Ni4A钢和渗碳9310钢试样在其他条件相同时，弹丸直径增大，试

6、样表面的X射线衍射半高宽宽度也随之增加；试样表层的残余奥氏体转变为马氏体的量增加且对残余奥氏体影响的深度增大；试样表层的残余应力增加，且分布深度也有所增大。随着喷丸强度增加，试样表层的残余奥氏体量逐渐减少，且诱发残余奥氏体转变为马氏体的深度增加；试样表层的残余应力得到明显提高且分布深度也明显增加，最大残余应力距表面的距离也增大。弹丸直径增大或喷丸强度增加，试样表层的显微硬度都得到提高，但表面粗糙度也都明显增大。渗碳20Cr2Ni4A钢试样，在摩擦磨损试验中，其他条件相同时，无论弹丸直径增大，还是喷丸强度增加，试样的摩擦系数基本没有变

7、化，磨损率都明显降低；未喷丸试样和喷丸工艺①试样以磨粒磨损为主；喷丸工艺②试样以磨粒磨损为主，伴有粘着磨损；喷丸工艺③和工艺④试样都以粘着磨损为主。冲蚀试验中，在30°冲蚀角的冲蚀下，喷丸强化对试样的冲蚀性能影响不大，此时主要破坏机制为小角度的犁削冲蚀机制；在90°冲蚀角的冲蚀下，喷丸强化使试样抗冲蚀性能提高，此时主要破坏机制为高角度的点坑式破坏。渗碳9310钢试样的常温摩擦磨损试验结果表明，其他条件相同时，弹丸直径增大，试样的摩擦系数有所增大，试样磨损率明显降低；随着喷丸强度增加，试样的摩擦系数几乎不变，试样磨损率逐渐降低。未喷丸

8、试样和喷丸工艺①试样以磨粒磨损为主；喷丸工艺②试样既有磨粒磨损，也有粘着磨损；喷丸工艺③、工艺④和工艺⑤试样都以粘着磨损为主。在高温摩擦磨损试验中，不同温度下，试样喷丸前后的摩擦系数不变；在100℃和200℃时，喷丸强化对试样的耐磨性