稀土轴承钢摩擦磨损行为研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1 研究背景

轴承作为一种回转支承零件,在航空航天,重型机械,汽车方面具有广泛应用。但是轴承尤其是高速精密轴承在服役过程中,轴承的滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面以及滚子端面与套圈引导挡边之间的接触面等,会不可避免地发生滑动摩擦[1]。于是滚动体与套圈之间就会产生磨损,导致轴承几何精度下降,受力情况发生变化,最终导致轴承噪音增加,寿命降低。因此,随着轴承的服役工况变得更加复杂,对滚动轴承的耐磨性能就提出了更加严格的要求。

GCr15轴承钢是一种合金含量较少、具有良好综合性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢,广泛应用于机械制造、铁路运输、汽车制造、国防工业等领域[2]。但是普通GCr15轴承钢在服役过程中,磨损破坏也是常见的失效形式之一[3]。所以如何改善GCr15轴承钢的耐磨性能从而提高滚动轴承的寿命,已经成为一项关键性技术问题。目前常用以提高普通GCr15轴承钢耐磨性能的方法有热处理、表面渗碳、细化晶粒等方法,但这些手段耗能严重、工序复杂,均是从后处理工艺方向对耐磨性做出改善,未能从轴承钢原材料方面从根本上解决问题。所以为了预防GCr15轴承钢因其耐磨性能较差所导致的磨损失效情况出现,有必要通过其他方式来强化普通GCr15轴承钢的摩擦性能。

有关稀土在钢中的作用,已经有学者做了大量的研究工作,取得了非常重要的成果。目前根据马杰、刘芳[4]的相关研究报道表明:稀土元素在钢中有净化作用[5]、变质作用[6]、细化晶粒[7]等作用,并且稀土可以改善钢的疲劳性能,提高铸钢的强度和塑性、韧性以及耐磨性。但是这些研究都较为宽泛而乏有深度,目前针对稀土在轴承钢的摩擦磨损性能方面作用的研究还鲜有报道,所以开展GCr15稀土轴承钢的摩擦磨损行为研究,对于揭示GCr15稀土轴承钢摩擦磨损规律,促进稀土元素对轴承材料耐磨性能作用机理的相关研究有重大意义。

1.2 研究现状

为改善普通GCr15轴承钢的摩擦磨损性能,国内外学者在这方面做了大量研究工作。目前常用来提高GCr15轴承钢的耐磨性能的方法有热处理工艺方法、离子注入及碳氮共渗工艺方法、晶粒细化工艺方法[2]

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