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船用大功率柴油机缸套激光表面淬火工艺研究
| 论文题名： | 船用大功率柴油机缸套激光表面淬火工艺研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;缸套材料;激光淬火;热场仿真 |
| 摘要： | 缸套作为船用大功率柴油机关键零件之一，对柴油机工作性能和使用寿命有着举足轻重的影响。磨损作为缸套主要的失效方式之一，是制约缸套质量的一大难题。缸套磨损后，环-套配合间隙变大，气密性下降，致使柴油机输出动力下降，油耗增加，噪声振动加大，工作效率降低。所以提高缸套耐磨性，对延长缸套寿命，提高柴油机质量极为必要。本文以SEMT PA6V280船用柴油机缸套为研究对象，采用激光表面淬火工艺进行缸套材料表面强化，改善其摩擦磨损性能，在理论和试验两方面取得了以下成果： 理论方面，完成了对已知成分的缸套铸铁样本的热物性参数计算，并在已有热场计算方法的基础上，完成了缸套试样激光表面淬火热场分布的计算和淬火参数范围的初步标定；解决了有限元热场分析软件中有关缸套材料数据库创建和矩形均匀能量分布的热源函数二次开发问题；对不同参数梯度下激光表面淬火温度场进行了有限元仿真，通过结果对比，最终确定了激光淬火试验的参数取值范围。 实验方面，设计了激光表面淬火试验、激光淬火硬化层硬度检测试验、硬化层金相组织检测试验、不同硬化面积比例试样间及其与基体试样的摩擦磨损对比试验；在输入功率1500w，扫描速度40mm/s的参数下，获得了硬化宽度约4.1mm，硬化层深度约0.43mm的淬火硬化带；硬化区域主要由磷共晶和细针状马氏体构成，硬度较基体提高约2倍；硬化面积分别为21.5％、31.7%、42.3%和52.8%的激光淬火试样摩擦磨损量相较基体分别降低了52.89%、61.16%、71.07%和72.73%，确定了最佳硬化面积比例为40%左右；间隔的激光淬火硬化带形成了硬质耐磨“骨架”，大幅提升了试样整体的耐磨性能。 |
| 作者： | 刘钊鹏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张胜文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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