预应力淬硬磨削下强化层金相组织的转变机理

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2016.02.013

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (2): 208-212.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.02.013

预应力淬硬磨削下强化层金相组织的转变机理

史小亮，刘明贺，张修铭，修世超

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2014-12-09 修回日期:2014-12-09 出版日期:2016-02-15 发布日期:2016-02-18
通讯作者: 史小亮
作者简介:史小亮(1989-)，男，辽宁辽阳人，东北大学博士研究生；修世超(1958-)，男，内蒙古赤峰人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
沈阳市科学技术计划项目(F13-316-1-59)；国家自然科学基金资助项目(51375083)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N140306002).

Transformation Mechanism of Microstructure in Hardening Layer Under the PSHG

SHI Xiao-liang， LIU Ming-he， ZHANG Xiu-ming， XIU Shi-chao

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2014-12-09 Revised:2014-12-09 Online:2016-02-15 Published:2016-02-18
Contact: SHI Xiao-liang
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摘要/Abstract

摘要： 为了研究预应力淬硬磨削条件下工件表面强化层特征及金相组织形成变化机理，以45^#钢为对象，进行了预应力淬硬磨削实验.获得了残余应力较小的表面强化层，测量得到了其表面硬度.通过观察表面强化层的金相组织特征，结合磨削温度场仿真，研究了磨削强化条件下预应力对马氏体等金相组织的影响机理.研究表明，磨削淬硬过程中产生的高温使45^#钢的屈服强度大大降低，施加较小预应力会使材料发生塑性变形，由于塑性应变导致的母相强化和应变诱导相变两者的综合作用，该状态下预应力对马氏体相变的影响是先抑制再促进.

关键词: 淬硬磨削, 温度场, 仿真, 预应力, 相变机理

Abstract: In order to study the features of surface hardening layer and the formation and variation mechanism of metallographic structure under pre-stressed hardening grinding (PSHG)， the 45 steel was processed with the PSHG experiment. The surface hardening layer with little residual stress was obtained from it. The surface hardness was measured and its metallographic structure was observed. Combining experimental result with the simulation of grinding temperature field， we studied how the pre-stress influenced the metallographic structure such as martensite. It is shown that the high temperature in the grinding process largely weakens the yield limit of 45 steel. A smaller pre-stress would result in plastic deformation. The parent-phase-hardening and strain-inducing-phase-changing resulting from plastic deformation have comprehensive effect on the martensitic phase transformation. This indicates that the pre-stress restrains the phase transformation firstly and then promotes it.

Key words: grinding-hardening, temperature field, simulation, pre-stress, mechanism of phase transformation

中图分类号:

TG580.1

史小亮，刘明贺，张修铭，修世超. 预应力淬硬磨削下强化层金相组织的转变机理[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(2): 208-212.

SHI Xiao-liang， LIU Ming-he， ZHANG Xiu-ming， XIU Shi-chao. Transformation Mechanism of Microstructure in Hardening Layer Under the PSHG[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2016, 37(2): 208-212.

参考文献

[1]Ye B Y，Peng R T，Tang X Z，et al.Residual stress and surface morphology of pre-stress hard cutting［J］.Journal of South China University of Technology，2008，36(4):6-9.
[2]Brinksmeier E，Brockhoff T.Surface heat treatment by using advanced grinding processes［J］.La Metallurgia Italiana，1999，91(4):19-23.
[3]Xiu S C，Li C H，Cai G Q.Study on surface finish mechanism in quick-point grinding［J］.International Journal of Computer Applications in Technology，2007，29(2):163-167.
[4]Zhang L，Ge P Q，Zhang J H，et al.Experiment and simulation on temperature field of 40Cr steel surface layer ingrind-hardening［J］. International Journal of Abrasive Technology，2007，l(2):187-197.
[5]Menenzes P，Kallas S，Lovell M.Role of surface texture，roughness and hardness on friction during unidirectional sliding［J］.Tribology Letters，2011，41(1):1-15.
[6]Brockhoff T.Grinding-hardening:a comprehensive view［J］.Annals of the CIRP，1999，48(1):255-260．
[7]Liu J D，Wang G C，Wang Z，et al.Experimental research on grind-hardening of 65Mn steel［J］.Materials Science Forum，2006，505(7):787-791.
[8]Guo C，Wu Y，Varghese V，et al.Temperatures and energy partition for grinding with vitrified CBN wheels［J］.Annals of the CIRP，1999，48(1):247-250.
[9]William F S，Javad H.Foundations of materials science and engineering ［M］.Beijing:China Machine Press，2011:256-258.
[10]金嘉陵.应力诱发相变的电子显微镜动态研究方法［J］.上海金属，2009，22(5):39-44.(Jin Jia-ling.Dynamic research method of TEM and SEM on stress induced phase transformation［J］.Shanghai Metals，2009，22(5):39-44.)
[11]刘春成，姚可夫，高国峰，等.应力应变对马氏体相变动力学及相变塑性影响的研究［J］.金属学报，1999，35(11):1125-1129.(Liu Chun-cheng，Yao Ke-fu，Gao Guo-feng，et al.Study to the effect of stress and strain on martensite transformation kinetics and transformation plasticity［J］.Acta Metallurgica Sinica，1999，35(11):1125-1129.)
[12]Grum J，Kek T，Zupancic M，et al. Measurement and numerical analysis of surface residual stresses occurring under different quenching conditions［J］.International Journal of Microstructure and Materials Properties，2008，3(1):86-99.(上接第202页)
[6]Hu T，Lv X W，Bai C G，et al.Carbothermic reduction of titanomagnetite concentrates with ferrosillcon addition［J］.ISIJ International，2013，53(4):557-563.
[7]Park E，Ostrovski O.Reduction of titania-ferrous ore by hydrogen［J］.ISIJ International，2004，44(6):999-1005.
[8]Longbottom J R，Ostrovski O，Park E.Formation of cementite from titanomagnetite ore［J］.ISIJ International，2006，46(5):641-646.
[9]Sun H Y，Wang J S，Han Y H，et al.Reduction mechanism of titanomagnetite concentrate by hydrogen［J］.International Journal of Mineral Processing，2013，125(49):122-128.
[10]Yi L Y，Huang Z C，Jiang T.Sticking of iron ore pellets during reduction with hydrogen and carbon monoxide mixtures:behavior and mechanism［J］.Powder Technology，2013，235(2):1001-1007.
[11]何其松.钛磁铁矿球团的还原历程及其热力学分析［J］.钢铁，1983，18(4):1-4.(He Qi-song.Phase transformation in the reduction of titanniferrous-magnetite pellets and their thermodynamic considerations［J］.Iron and Steel，1983，18(4):1-4.)

[1]	罗忠，吴东泽，李雷，葛长闯. 转子系统动力学仿真平台设计与实验验证[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(3): 375-381.
[2]	卢晓红，顾瀚，丛晨，阮飞翔. Inconel 718介观尺度薄壁件微铣削力预测[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(2): 242-250.
[3]	耿健，王晓冬，郭美如，黄海龙. 流量计法测量微型溅射离子泵抽速的方法[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(9): 1298-1305.
[4]	王海芳，崔阳阳，李鸣飞，李广宇. 基于改进RRT*FN的移动机器人路径规划算法[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(9): 1217-1225.
[5]	刘钺，孙伟，黎明. 基于分步耦合的压电分流薄板动力学建模与分析[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(9): 1255-1262.
[6]	鲍玉斌，刘济霆，李效宇. 考虑舆情的分时段SIQR模型的新冠疫情分析与预测[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(8): 1065-1073.
[7]	罗忠，刘家希，刘凯宁，孙凯. 弹性环式支承结构动刚度分析及其对转子系统的影响[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(5): 667-673.
[8]	王宏伟，王倩玉，韩杰，张昊天. 基于观测器的车辆电子稳定控制系统执行器故障重构[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 313-320.
[9]	赵永，赵乾百，王述红，李友明. 不同温度场下断层黏滑失稳过程模拟[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(10): 1453-1460.
[10]	王海芳，张瑶，朱亚锟，陈晓波. 基于改进双向RRT^*的移动机器人路径规划算法[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(8): 1065-1071.
[11]	侯壮壮，修世超，王雨时，姚云龙. 不锈钢材料预应力磨削表面耐蚀性能数值模拟[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(7): 972-979.
[12]	张东祥，郭立新. 汽车驱动桥壳焊接变形及焊接残余应力有限元仿真分析[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(5): 700-705.
[13]	冯莹莹，赵双，刘照松，骆宗安. 7075铝合金搅拌摩擦焊模拟与实验研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(3): 340-346.
[14]	王宁，李宝宽，齐凤升，张晓明. 蝶式感应加热中间包流场与升温特性[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(12): 1724-1730.
[15]	付强，姚羽. 基于多隔离策略的新冠肺炎疫情建模及分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(9): 1239-1243.

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Transformation Mechanism of Microstructure in Hardening Layer Under the PSHG

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