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汽车用14.9级高强度螺栓的开发及性能研究
| 论文题名： | 汽车用14.9级高强度螺栓的开发及性能研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;高强度螺栓;延迟断裂;疲劳性能;力学性能 |
| 摘要： | 减轻汽车质量、降低能源消耗正成为汽车工业日益紧迫的任务之一。而进一步提高高强度螺栓的强度级别不仅可以降低螺栓自身的重量,还可以使被联接件的尺寸减小、重量减轻,使汽车设计小型化、紧凑化。在这种背景下,近年来在工业发达国家出现了对汽车用高强度螺栓钢和高强度螺栓集中研究的现象,并开发出了一系列超高强度螺栓钢及超高强度螺栓。因此,开展超高强度螺栓钢的研究,开发更高强度级别的螺栓具有重要意义。本文在ADF1钢前期开发工作的基础上,对以下内容进行了研究:(1)研究热处理对ADF1钢力学性能的影响,以获得ADF1钢制造14.9级高强度螺栓需要的最佳热处理工艺方案;(2)将ADF1钢与传统12.9级螺栓钢42CrMo、SCM435进行全面的对比研究,考察将ADF1钢用于制造14.9级螺栓的可行性;(3)研究14.9级高强度螺栓的技术要求及关键制造技术,试制14.9级高强度螺栓。(4)对试制14.9级高强度螺栓的各种性能,特别是疲劳性能和耐延迟断裂性能进行试验研究,判断其是否能够满足实际应用的要求。ADF1钢热处理性能的研究结果及ADF1钢与传统12.9级螺栓钢SCM435、42CrMo对比研究的结果表明,ADF1钢的关键性能如耐延迟断裂性能、疲劳性能、缺口敏感性等均能满足14.9级螺栓的要求。因此,采用ADF1钢进行了14.9级螺栓的试制,并通过对关键制造技术的研究,得到了制造14.9级螺栓较为合理的制造工艺。采用ADF1钢制造14.9级螺栓的奥氏体化温度定为940℃,回火温度定为610℃。采用此热处理工艺,可将螺栓的抗拉强度控制在1440MPa~1500MPa范围内,同时获得较为理想的其它力学性能。螺栓实物的常规力学性能试验、室温蠕变试验、疲劳性能试验、拧紧特性试验、环境腐蚀与延迟断裂试验等各项研究表明,试制14.9级螺栓的性能优良,其疲劳强度比42CrMo钢制造的相同尺寸的12.9级螺栓提高47.7％,耐环境腐蚀和延迟断裂性能亦优于12.9级螺栓。试制的14.9级螺栓还顺利通过了发动机可靠性台架试验及小批量装机后的道路试验,进一步表明其作为发动机关键螺栓在汽车上应用是可行的。 |
| 作者： | 卢海波 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 蔡珣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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