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大型车辆制动鼓耐磨性和抗热疲劳性的研究
| 论文题名： | 大型车辆制动鼓耐磨性和抗热疲劳性的研究 |
| 关键词： | 汽车制动鼓;铸铁材料;耐磨性;抗热疲劳性;使用寿命 |
| 摘要： | 本文对制动鼓进行失效分析后认为，制动鼓失效的主因是磨损和热疲劳，要提高制动鼓的使用寿命必须提高其材料的耐磨性和抗热疲劳性。根据不同路况下刹车制动的升温情况，制定了三种制动鼓材料(HT250、Ru380、QT500)的两组摩擦磨损对比试验，结合磨损量、摩擦系数和磨损形貌分析了各材料耐磨性的优劣。然后进行了20~300℃和20~600℃循环温度下的热疲劳对比试验，结合a?N曲线、裂纹形貌分析了各材料抗热疲劳性的优劣。 在常温下，QT500的综合力学性能最优，HT250较差；当温度超过400℃以后，三种铸铁材料的抗拉强度急剧下降；随着温度升高，各材料的比热容和线膨胀系数都会增大，导热率逐渐减小。在吸收相同热量时， QT500温升最高， HT250温升最低，Ru380居其中。 在磨损条件为10m/s-100N-120s的情况下，QT500耐磨性最好，是 HT250的2倍多，Ru380和 QT500耐磨性相当，但是随着磨损时间和加载载荷的增加，Ru380的耐磨性要稍优于 QT500；三种铸铁材料的摩擦系数都在0.18~0.20之间，并且摩擦系数稳定；综合考虑，由于 QT500高温情况下易变形，因此，在制动时间较短、制动力较小的情况下应采用 QT500作为制动鼓的材料，而在制动时间较长、制动力较大的情况下应采用Ru380作为制动鼓的材料。 20~600℃的循环温度比20~300℃的循环温度更容易引发疲劳裂纹萌生，蠕墨铸铁出现微裂纹萌生的周次是灰铸铁的1.5~2倍，球墨铸铁出现微裂纹萌生的周次是灰铸铁的2~4倍；在20~600℃的循环温度作用下，HT250裂纹扩展最快，QT500最慢，达到相同裂纹长度时，QT500的寿命约为 HT250的2.6倍， Ru380的寿命约为 HT250的2倍；HT250裂纹生长是直接失稳扩展的，QT500和 Ru380都有一定的缓慢扩展阶段，最后才开始失稳扩展；HT250和 Ru380的裂纹源都是在石墨尖端， QT500的裂纹源主要集中在石墨球间距较短的方位上，微裂纹通过交接和汇聚长大，裂纹萌生和长大都伴随严重氧化现象。 |
| 作者： | 卢高 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 王文焱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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