超声表面滚压工艺参数对45钢摩擦磨损性能的影响研究
45~#钢 GCr15钢摩擦副的滚动磨损特性研究
45~#钢 GCr15钢摩擦副的滚动磨损特性研究钢GCr15是一种常用的轴承钢材料，其在摩擦副中具有广泛应用。
本研究旨在探究GCr15钢作为摩擦副材料时的滚动磨损特性。
通过实验方法，观察并记录GCr15钢在不同工况下的磨损情况，以及其与其他材料之间的相互作用。
首先，我们准备了一系列GCr15钢试样，并根据需要裁剪成合适的形状和尺寸。
然后，选取合适的滚动试验设备，将试样装入其中，并设置适当的工作条件。
通过调整试验参数，如负荷、转速和试验时间等，我们可以模拟不同的工作环境和运行状态。
在实验过程中，我们不断观察试样表面的磨损情况，并及时记录下来。
在实验完成后，我们对试样进行了表面形貌分析，使用扫描电子显微镜（SEM）观察磨损痕迹的形态和分布情况。
并使用显微硬度仪对试样进行硬度测试，以了解磨损对材料本身性能的影响。
通过实验数据的分析，我们可以得出不同工作条件下GCr15钢的滚动磨损特性，包括磨损速率、磨损机理等方面的信息。
这些结果将有助于深入理解GCr15钢在摩擦副中的使用性能，为轴承等领域的设计与应用提供有益参考。
此外，为了更全面地研究GCr15钢的摩擦磨损特性，我们还可以考虑引入其他参数，如润滑方式、温度、材料间配对等因素的影响。
这些因素对于摩擦副的磨损行为可能起到重要作用，因此对它们进行适当的调整和控制，可以更准确地评估GCr15钢材料的使用性能以及与其他材料的耦合效果。
另外，为了进一步提高实验数据的可靠性，我们还可以考虑进行多次重复实验，以确保结果的可重复性和稳定性。
这样可以减小实验误差，增加数据的可信程度。
除了实验研究，我们还可以通过数值模拟和理论分析等方法来探究GCr15钢的滚动磨损特性。
通过建立适当的模型和假设，利用计算机软件进行模拟和仿真，可以预测不同工况下的磨损情况，并与实验结果进行对比和验证。
最后，在文中我们可以总结和讨论结果，并提出一些对于提高GCr15钢作为摩擦副材料的使用性能的建议。
45钢磨损性能和磨损机制的研究
Ⅱ
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超声滚压对45钢抗海水腐蚀性能的影响
超声滚压对45钢抗海水腐蚀性能的影响
贾文哲;高红红;梁宇全;蒋赵春
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】为探究45钢的新型抗腐蚀方法,运用超声滚压表面强化技术对45钢棒料进行强化加工,并通过电化学实验、微观组织观察、表面形貌测试等多种方法进行对比,得出结论,当超声滚压工艺参数选取合适时,超声滚压可以在很大程度上提高45钢在海水中的抗腐蚀性能,降低腐蚀速率,为提高在海水中服役零件的抗腐蚀性提出了一种新的思路。
【总页数】3页(P54-56)
【作者】贾文哲;高红红;梁宇全;蒋赵春
【作者单位】西安工业大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU511.38
【相关文献】
1.超声表面滚压处理对45钢摩擦学性能的影响及机理
2.典型金属材料在模拟海水微生物环境中的腐蚀行为(Ⅰ) 模拟生物膜对钢在海水中腐蚀性能影响
3.超声波辅助锌-锰系磷化处理对45钢法兰形貌与耐
腐蚀性能的影响4.超声表面滚压改善45~#钢表层特性及疲劳性能的研究5.超声滚压对45钢微观组织和力学性能的影响
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超声冲击45钢表面完整性多目标参数优化
超声冲击45钢表面完整性多目标参数优化寇英涛，李艳洁, ，汪云燕，周征（1. 北京林业大学工学院，北京__；2. 西北工业大学机电学院，西安__）金属机械构件的主要失效形式是磨损、腐蚀和断裂，在承受外载荷时，由于工作环境等不确定性因素的影响，易引发疲劳断裂。
45钢轴作为机械构件传递动力的关键部件，如果断裂会引发安全隐患。
超声冲击强化（Ultrasonic impact treatment, UIT）作为目前一种表面强化技术，强化后可以使金属材料表层产生压塑性变形[2-4]。
很多学者采用超声冲击强化金属材料在降低表面粗糙度、提高残余压应力和改善疲劳寿命[7-8]等方面取得了显著的成果。
Emelianova等采用数值模拟方法分析了超声冲击强化钛合金试样的内部晶粒尺寸和组织效应是诱发表面粗糙度降低的原因。
何柏林等对6082铝合金焊接头进行超声冲击处理，发现有害的残余拉应力可转变为有益的残余压应力，明显延长了其焊接接头的疲劳寿命。
耿其东与汪炜通过对铝合金试件采用超声冲击强化，也发现在孔口表面会形成有益的残余压应力。
曹小建等对钛合金超声冲击处理后，发现表面获得40 μm的塑性变形层，表面硬度和残余压应力均有提高。
唐亮等通过有限元模拟了超声冲击过程，结果均表明超声冲击对疲劳有明显的改善。
Li等采用超声冲击高熵合金发现表面粗糙度的降低和表面硬度的提高可以使高熵合金更具有耐腐蚀性。
Yang等发现经超声冲击处理的焊接接头的腐蚀速率远低于未经处理的接头。
以上研究充分表明超声冲击在改善表面性能，提高疲劳寿命方面的优越性，且也是目前大多学者研究的重点，但参数优选方面的研究较少。
因此优化工艺参数以获得良好的表面完整性，对于减小成本、提高效率显得尤为重要。
本研究采用正交试验，使用超声冲击设备对相同条件车削后的45钢表面进行超声冲击试验，采用信噪比分析了转速、进给速度和过盈量3个工艺参数对表面完整性（表面粗糙度、表面硬度和表面残余应力）影响的显著性；并采用灰关联度方法优化超声冲击45钢表面完整性的工艺参数，通过试验验证了优化参数的可靠性。
超声滚压光整加工参数对45钢表面粗糙度和硬度的影响
ｃ ｏ ｌ ｄ—ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｎｇ ｏ ｆ ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｗｏ ｒ ｋｐ ｉ ｅ ｃ ｅ，ｗｈｉ ｃ ｈ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ４ ５ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｉ ｅ ｃ ｅ．Ｉ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎｇ ｐ ｒａ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｒｅ ａ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｕｒ —
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ０ １ ０ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｚ艺与检测
超声滚压光整加工参数 对 ４ ５钢表面粗糙 度和硬度的影 响
宋锦春 贾志强 张敏鑫
（ 东北 大学机 械工 程 与 自动化 学院 ， 辽－ ７ 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ）
摘 要： 为 了探 索超声 波滚 压光 整加 工合 理 的￣ Ｄ Ｔ＇ ｒ艺参数 ， 以最 常用 的 ４ ５钢 为例 ， 研 究 了各 加工 工艺 参数 （ 主 轴转 速与 进给量 、 加 工次 数 、 下压 量 及 振 幅 ） 对加 工 表 面 粗糙 度 和 硬 度 的影 响 规 律 ， 并 且 根 据使 用 要求给 出了各工 艺参 数 的合理 范 围。研 究结 果表 明 ： 超 声 波滚 压 光 整 加工 技 术 能显 著 减 小 ４ ５钢 工件 的表 面粗 糙度 值 ， 并在 工件表 面产 生不 同程度 的冷 作硬化 作 用 ， 提高 ４ ５钢工 件 的表面硬 度 。如 果工 艺参 数 选 择 适 当 ， ４ ５钢 的 表 面 粗 糙 度 值 可 减 小 至 Ｒ。 ０ ． ０ ２ ｔ ａ ｎ 以下 ， 表 面硬 度 可 以提 升 ２ ０ ％
《超声滚压强化高速激光熔覆Fe基涂层组织及摩擦磨损行为研究》
《超声滚压强化高速激光熔覆Fe基涂层组织及摩擦磨损行为研究》篇一一、引言随着工业技术的发展，机械零件的表面性能在决定产品整体性能中起着越来越重要的作用。
其中，高速激光熔覆技术以其高效率、高精度及良好的表面性能优化能力，被广泛应用于提升机械零部件的表面质量和耐磨损性能。
然而，激光熔覆后形成的涂层仍可能存在微观结构不够致密、力学性能不足等问题。
因此，对熔覆后的涂层进行进一步强化处理成为了一个重要的研究方向。
超声滚压技术因其能够在不改变材料原有物理属性的基础上显著改善材料表面性能而备受关注。
本文旨在研究超声滚压强化高速激光熔覆Fe基涂层的组织结构及其摩擦磨损行为，以期为提高机械零件的表面性能提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法本实验选用了Fe基合金粉末作为熔覆材料，采用高速激光熔覆技术在基础材料上制备涂层。
随后，通过超声滚压技术对涂层进行强化处理。
实验中，控制激光熔覆的功率、速度以及超声滚压的参数等条件，以获取不同工艺下的涂层样品。
采用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对涂层的组织结构进行观察和分析，并利用摩擦磨损试验机对涂层的摩擦磨损行为进行测试和评价。
三、超声滚压强化对Fe基涂层组织的影响实验结果显示，经过超声滚压强化的Fe基涂层，其组织结构发生了显著变化。
首先，涂层的晶粒得到了细化，晶界更加清晰，这有助于提高涂层的力学性能和抗疲劳性能。
其次，涂层中的元素分布更加均匀，这有利于提高涂层的硬度和耐磨性。
此外，超声滚压还使得涂层表面形成了致密的氧化层，这进一步增强了涂层的抗腐蚀性能。
四、Fe基涂层的摩擦磨损行为研究通过对不同工艺条件下的Fe基涂层进行摩擦磨损测试，我们发现，经过超声滚压强化的涂层表现出更低的摩擦系数和更小的磨损率。
这主要得益于强化后涂层晶粒细化、元素分布均匀以及表面形成的致密氧化层等因素的综合作用。
此外，我们还发现，适当的激光熔覆功率和速度对涂层的摩擦磨损行为也有显著影响，过高或过低的工艺参数都会导致涂层性能的下降。
超声振动滚挤压对金属表面微观组织的影响分析
超声振动滚挤压对金属表面微观组织的影响分析陶钦贵（四川宜宾学院，四川 宜宾 ６４４０００）摘 要：超声振动滚挤压技术作为一种新型的高能表面强化技术，不仅可以有效的提高金属表面的完整性，还可以改善金属零件的耐疲劳性能。
本文选取了４５钢金属材料作为实验研究的对象，使用超声振动滚挤压技术作用于钢金属的表面，通过详细的对比看出，金属零件的表面显现出来一些纤维化的情况，导致金属零件表面出现这种纤维化，与超声波的振动幅度 、挤压都有很大的关系。
振动幅度越大，挤压速度越快，金属零件表面纤维化的程度就越明显。
关键词：超声振动滚挤压技术；微观组织；影响分析；抗疲劳能力中图分类号：Ｐ６９４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１９－０２６５－２Effect of ultrasonic vibration rolling on the microstructure of metal surfaceTAO Qin-gui（Ｓｉｃｈｕａｎ Ｙｉｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｂｉｎ ６４４０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｓ ａ ｎｅｗ ｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｓｕｒｆａｃｅ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ４５ ｓｔｅｅｌ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ， ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｍｅｔａｌ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ， ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｓ ｓｈｏｗｓ ｓｏｍｅ ｆｉｂｒｏｓｉｓ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｆｉｂｅｒ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｓ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ． Ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ， ｔｈｅ ｆａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｓｐｅｅｄ， ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｂｒｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｓ．Keywords: ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｉｍｐａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｆａｔｉｇｕｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ当前阶段，无论是我们国家的研究人员，还是西方一些发达国家的研究人员，都对于超声滚挤压技术进行了深入的研究。
《超声滚压强化高速激光熔覆Fe基涂层组织及摩擦磨损行为研究》
《超声滚压强化高速激光熔覆Fe基涂层组织及摩擦磨损行为研究》一、引言随着现代工业技术的飞速发展，零件表面的性能需求愈发严苛。
为满足这些需求，高速激光熔覆技术被广泛应用于制造高硬度、高耐磨的Fe基涂层。
然而，传统方法所形成的涂层往往在耐磨性和韧性之间存在权衡关系。
为解决这一问题，本文提出了一种新型的超声滚压强化技术，并对其在高速激光熔覆Fe基涂层中的应用进行了深入研究。
本文将通过实验探究该技术对涂层组织结构的影响，并对其摩擦磨损行为进行详细分析。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所使用的基体材料为某型合金钢，激光熔覆的Fe基粉末则由铁粉、合金元素和增韧相组成。
通过激光熔覆技术，在基体表面制备出涂层。
2. 超声滚压强化处理对激光熔覆后的涂层进行超声滚压处理，通过改变滚压参数（如滚压时间、滚压压力等）来研究其对涂层组织及性能的影响。
3. 实验方法采用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对涂层的微观组织进行观察；利用硬度计和摩擦磨损试验机对涂层的硬度和摩擦磨损性能进行测试；通过X射线衍射仪分析涂层的相组成。
三、实验结果与分析1. 涂层组织结构分析经过高速激光熔覆后，Fe基涂层呈现出致密的微观结构，晶粒细小且分布均匀。
经过超声滚压处理后，晶粒进一步细化，组织更加致密。
分析表明，超声滚压能够有效地细化晶粒、改善组织结构。
2. 硬度与相组成分析实验结果显示，经过超声滚压处理的Fe基涂层硬度明显提高。
X射线衍射分析表明，涂层中出现了新的硬质相，这些硬质相的生成有助于提高涂层的硬度和耐磨性。
3. 摩擦磨损行为分析通过摩擦磨损试验，发现经过超声滚压处理的Fe基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率。
这归因于滚压处理后涂层组织致密、硬度提高以及硬质相的生成等因素的综合作用。
此外，滚压处理还能降低涂层的摩擦系数，使其在摩擦过程中具有更好的润滑性能。
四、讨论与展望本研究表明，超声滚压强化技术能够显著改善高速激光熔覆Fe基涂层的组织结构、硬度和耐磨性。
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超声表面滚压工艺参数对45钢摩擦磨损性能的影响研究
超声表面滚压(Ultrasonic Surface Rolling Extrusion,USRE)是一种基于弹塑性变形的新型表面强化方法,它利用超声频机械振动和静载滚压的耦合作用对加工表面处理,实现对金属材料表面质量的改善,提高材料的耐磨性能。
USRE 具有主轴转速、横向进给量、静压力、输出振幅、加工次数、振动频率等众多工艺参数,在不同工艺参数下对材料加工,对其表面质量的改善必然不尽相同,从而会影响到材料性能。
本文使用豪克能HK30C型系列的超声滚压设备和普通卧式车床对调质态45钢加工处理,通过金相制样设备、金相显微镜、表面粗糙度测定仪、显微硬度测试仪和X射线粉末衍射仪对USRE试样进行了表面特性的分析。
使用MMG-10型高温摩擦磨损试验机对不同静压力、输出振幅和加工次数的USRE试样进行了磨损试验,通过光学读数分析天平、相关软件及扫描电子显微镜对USRE试样磨损后的重量磨损量、摩擦因数和表面微观形貌进行了对比分析,评定了材料的耐磨性,研究得出了USRE工艺参数对调质态45钢的耐磨性能的影响。
本文的主要研究结果如下:(1)其它工艺参数一定,横向进给量越小,则材料表面粗糙度越小,表面硬度越大,表层残余压应力越大。
当其它工艺参数一定时,主轴转速与横向进给量具有相似性,不过对材料表面硬度的影响不明显。
所以,在实际加工确保机床工作精度及加工效率的前提下,尽可能的选择较低的主轴转速和横向进给量。
(2)其它工艺参数一定,静压力为300N时,材料磨损量和摩擦因数最低,晶粒细化程度最高、材料耐磨性能呈现最好。
静压力过小,改善材料耐磨性能的作用是甚微的。
静压力过大,会降低表面特性,使材料微观组织变得宽大,从而降低材料的耐磨性。
因此,在实际加工中尽可能使静压力保持在300N左右。
(3)其它工艺参数一定,输出振幅为8μm时,材料磨损量和摩擦因数最低,晶粒细化程度最高、材料耐磨性能呈现最好。
输出振幅对材料表面粗糙度和表面硬度的影响呈线性关系,而对残余应力的影响却不明显。
因此,在实际加工中尽可能使输出振幅为8μm。
(4)加工次数与输出振幅对材料耐磨性的影响是相似的。
加工6次的材料,其磨损量和摩擦因数、晶粒细化程度最高,耐磨性能呈现最好。
因此,在实际加工中尽可能加工6次,在提高工作效率时,可以适当降低加工次数,但最好不要少于3次。