学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

外加直流横向磁场对铁基堆焊层组织性能的研究

作　者: 武志斌
导　师: 刘政军
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等离子弧堆焊 堆焊层 铁基合金 电磁搅拌
分类号: TG455
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着工业技术的迅速发展和机械化、自动化程度的不断提高,对机械设备和零件磨损引起的危害越来越被人们重视,减少磨料磨损与提高机械耐磨性具有很大的经济意义。电磁作用焊接技术是近年来完善起来的一种新的焊接技术,应用也日趋广泛。外加磁场促使电弧运动,改变弧柱等离子流和电流密度的径向分布,影响母材的加热熔化和焊缝成形。实践表明,利用外加磁场对焊接中熔滴的过渡、熔池金属的流动、熔池的结晶形核及结晶生长等过程有显著作用,使焊缝金属的一次结晶组织细化,减小化学不均匀性,提高堆焊层的性能,全面改善堆焊层的质量。本课题就是在Fe5、Fe90合金粉末等离子弧堆焊过程中引入横向直流磁场,焊后,对堆焊层进行相应的硬度、磨损量试验及显微组织分析,系统研究堆焊电流和磁场电流对Fe5、Fe90堆焊层硬度、耐磨性及显微组织的影响规律,并就外加磁场对堆焊层作用规律进行探究。试验结果主要如下:1、外加磁场使堆焊层组织才能获得最佳的细化效果,其力学性能明显优于无磁场状态下。而在合适的堆焊电流和磁场电流作用下,堆焊层的力学性能才能得到良好的匹配。2、对于Fe5合金而言,最佳参数匹配出现在堆焊电流为180A,磁场电流为3A,而此时堆焊表面的硬度为HRC74.3,侧面硬度为HRC76.3,磨损量为0.0183g。3、对于Fe90合金而言,堆焊电流为180A,磁场电流为3A,堆焊层的性能得到最佳值,而此时堆焊表面的硬度为HRC70.8,侧面硬度为HRC71.3,磨损量为0.4218g。4、外加磁场通过对电弧和熔池的电磁搅拌作用改变堆焊过程中的传质、传热过程,影响堆焊中晶粒的结晶、形核,使堆焊层中硬质相的分布形态发生变化,促使硬质相呈一定规律性排布,进而改善堆焊层的组织形态,提高堆焊的组织性能。但是当磁场电流过大时,电磁阻尼起主要作用,使堆焊层的性能降低。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 等离子粉末堆焊的选择  9-11
    1.1.1 磨损与腐蚀  9
    1.1.2 堆焊  9-10
    1.1.3 其它材料表面改性方法  10-11
  1.2 磁场的引入  11
  1.3 磁场的作用  11-15
    1.3.1 磁场对电弧形态的影响  12
    1.3.2 磁场对焊接熔池形状的影响  12-13
    1.3.3 磁场对焊缝组织的影响  13-14
    1.3.4 磁场对焊接缺陷的影响  14-15
  1.4 电磁搅拌作用及其发展前景  15-17
  1.5 本课题的内容及研究目标  17-18
第二章 实验材料、设备及方法  18-23
  2.1 实验材料  18
  2.2 实验设备及仪器  18-19
  2.3 实验方法及步骤  19-23
    2.3.1 实验准备  19-20
    2.3.2 堆焊试验  20
    2.3.3 试样加工  20-21
    2.3.4 硬度试验  21
    2.3.5 磨损试验  21-22
    2.3.6 金相试验  22
    2.3.7 EDS 分析  22-23
第三章 堆焊电流对堆焊层性能的影响  23-39
  3.1 堆焊电流对Fe5 合金堆焊层组织性能的影响  23-30
    3.1.1 堆焊电流对Fe5 合金堆焊层硬度的影响  23-26
    3.1.2 堆焊电流对Fe5 合金堆焊层磨损量的影响  26-28
    3.1.3 堆焊电流对Fe5 合金堆焊层组织的影响  28-30
  3.2 堆焊电流对Fe90 合金堆焊层组织性能的影响  30-37
    3.2.1 堆焊电流对Fe90 合金堆焊层硬度的影响  30-33
    3.2.2 堆焊电流对Fe90 合金堆焊层磨损量的影响  33-34
    3.2.3 堆焊电流对Fe90 合金堆焊层显微组织的影响  34-37
  3.3 堆焊电流对组织性能的作用机理  37-38
  3.4 小结  38-39
第四章 磁场电流对堆焊层金属性能的影响  39-58
  4.1 磁场电流对Fe5 堆焊层金属力学性能的影响  39-45
    4.1.1 磁场电流对Fe5 堆焊层硬度的影响  39-42
    4.1.2 磁场电流对Fe5 堆焊层磨损量的影响  42-44
    4.1.3 磁场电流对Fe5 堆焊层显微的影响  44-45
  4.2 磁场电流对Fe90 堆焊层组织性能的影响  45-51
    4.2.1 磁场电流对Fe90 堆焊层硬度的影响  45-48
    4.2.2 磁场电流对Fe90 堆焊层磨损量的影响  48-50
    4.2.3 磁场电流对Fe90 堆焊层显微组织的影响  50-51
  4.3 磁场对堆焊层金属性能的作用机理  51-57
    4.3.1 对电弧受力及熔池的影响  51-53
    4.3.2 磁搅拌作用的影响  53-54
    4.3.3 磁场对显微组织的细化作用  54-55
    4.3.4 外加磁场对形核率的影响  55-56
    4.3.5 过强磁场电流的负面影响  56-57
  4.4 小结  57-58
第五章 结论  58-59
参考文献  59-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

相似论文

  1. ZA27高铝锌基合金蜗轮精化毛坯液态模锻与半固态成形技术研究,TG316
  2. SiC颗粒增强铝基复合材料增强体颗粒预处理及复合工艺研究,TB331
  3. LPWM控制两相电磁搅拌电源的研究,TM464
  4. 电磁搅拌器自适应模型预测控制系统的设计与实现,TP273
  5. 电渣重熔系统电磁场及流场分析,TF14
  6. 宝钢1930连铸机综合改造相关技术的应用与实践,TF341.6
  7. 电磁搅拌大方坯连铸结晶器内电磁场与流场及温度场耦合过程数值模拟,TF777
  8. 钢连铸电磁搅拌工艺中磁流体场的数值分析,TG249.7
  9. 高能PTA系统设计及风口应用研究,TF321
  10. 核阀密封面无钴铁基合金及激光涂层性能研究,TG146.16
  11. 电磁搅拌作用下铝熔炼炉内多物理场耦合分析及工艺参数优化,TF821
  12. 多模式电磁搅拌板坯连铸结晶器内电磁场与钢液流动数值模拟,TF777
  13. 合金有序化和调幅分解的微观相场模拟,TG131
  14. 合金粉块碳弧堆焊层成形与耐磨性研究,TG455
  15. 等离子弧堆焊条件下ZrB_2陶瓷涂层的原位合成技术的探索,TG174.453
  16. 高含Mn量Mg-Mn中间合金的制备与应用,TG146.22
  17. 万米深井钻机刹车盘表面激光熔覆组织与性能研究,TG174.44
  18. 等离子喷粉堆焊工艺研究,TG455
  19. 镁锂系合金微合金化及外场控制凝固研究,TB559
  20. 双丝埋弧焊电磁搅拌励磁电源研制及磁头设计,TG445
  21. 锰合金粒化成型工艺的研究,TG249.9

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 堆焊及补焊
© 2012 www.xueweilunwen.com