新型起重機制動輪的組織性能及表面應力研究.pdf

1、碩士學位論文新型起重機制動輪的組織性能及表面應力研究ResearchonStructurePropertyandSurfaceStressofNewtypeCraneBrakeWheel學號：21105086完成日期：2014／06／03大連理工大學DalianUniversityofTechnology久邇理T大學碩十學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，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性能指標；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性能分析，初步確定新型制動輪合金的化學成份和熱處理工藝；3通過制

3、動輪表面殘余應力的測試，分析和探討殘余應力對制動輪表面發(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。制動輪表面殘余應力不大，實測的最大應力值小于622MPa，而且分布比較均勻。在進行粗加工和精加工后，表面殘余應力還會進一步降低；制動輪服役時，由于表面的反復擠壓，而使表面應力得到進一步釋放，殘余應力會降到更低值。因此，殘余應力對制動輪服役時表面裂紋的產(chǎn)生不會起主要的