新型起重機制動輪的組織性能及表面應(yīng)力研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文新型起重機制動輪的組織性能及表面應(yīng)力研究ResearchonStructurePropertyandSurfaceStressofNewtypeCraneBrakeWheel學(xué)號：21105086完成日期：2014／06／03大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology久邇理T大學(xué)碩十學(xué)位論文摘要制動輪是起重機類產(chǎn)品的重要零部件。大噸位起重機服役一段時間后，常會在制動輪表面出現(xiàn)裂紋，裂紋的出現(xiàn)會導(dǎo)致制

2、動輪的破壞，使起重機產(chǎn)生安全隱患。研究新型起重機制動輪材料的組織性能及制動輪表面應(yīng)力狀態(tài)，對分析制動輪表面裂紋缺陷的產(chǎn)生，有效提高制動輪的使用壽命具有重要的意義。本文以研制新型高性能起重機用制動輪為目標(biāo)，主要開展了三方面的研究內(nèi)容：1在原制動輪材料的基礎(chǔ)上，通過添加合金元素，提高材料的熱疲勞性能和綜合力學(xué)性能指標(biāo)；2通過三種新型合金試樣在不同熱處理工藝條件下的金相組織和力學(xué)性能分析，初步確定新型制動輪合金的化學(xué)成份和熱處理工藝；3通過制

3、動輪表面殘余應(yīng)力的測試，分析和探討殘余應(yīng)力對制動輪表面發(fā)生裂紋缺陷的影響。研究結(jié)果表明：對于ZG340A、ZG340B和ZG35CrMnSi，通過優(yōu)化熱處理工藝可以得到滿足制動輪服役要求的使用性能。由于ZG340A和ZG35CrMnSi合金均具有良好的綜合使用性能，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇。這兩種合金比較合理的熱處理工藝分別為ZG340A：870℃正火550℃回火；ZG35CrMnSi：860℃淬火600℃回火。ZG340A合金(正火回火)具有良

4、好的綜合性能，降低了其對表面缺陷、夾雜以及氧化物等潛在疲勞裂紋源的敏感性，同時其微觀組織特性有利于緩解裂紋尖端處的應(yīng)力集中，阻止疲勞裂紋的擴展；ZG340A合金在高溫下(500℃)的磨損表面沒有發(fā)生嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象，由于遷移的Ni、Cr等元素以氧化物的形式殘留在磨損表面，使磨損很快進入穩(wěn)態(tài)階段；ZG340A合金的基體，易于形成磨屑遷移，而遷移磨屑滯留在磨損表面，起到一定的承載和穩(wěn)定磨損的作用，因此具有較好的抗磨損性能。35CrMnSi合金

5、具有較高的斷裂韌性和高溫強度，其磨損機制主要為顯微剝落。其高溫磨損的顯微剝落呈現(xiàn)比較均勻的狀態(tài)，幾乎沒有出現(xiàn)局部的宏觀剝落深坑，35C小恤Si合金也同樣具有良好的抗磨損性能。制動輪表面殘余應(yīng)力不大，實測的最大應(yīng)力值小于622MPa，而且分布比較均勻。在進行粗加工和精加工后，表面殘余應(yīng)力還會進一步降低；制動輪服役時，由于表面的反復(fù)擠壓，而使表面應(yīng)力得到進一步釋放，殘余應(yīng)力會降到更低值。因此，殘余應(yīng)力對制動輪服役時表面裂紋的產(chǎn)生不會起主要的