姚云龙, 修世超, 孙 聪, 洪 远

(东北大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110819)

磨削强化技术利用磨削产生的高温和剧烈塑性变形使材料表面及亚表面形成强化层,提高了零件表面的抗疲劳、抗磨损和抗腐蚀性能[1-2].40Cr合金钢广泛应用于连杆、轴类、齿轮和螺栓等关键零部件的生产,其零件表层的综合力学性能决定了零件的静动态接触性能.由于磨削强化过程具有多场耦合效应,其加工机理不同于传统磨削,可得到优质力学性能的强化层.Sun等[3]利用有限差分法和解析法求解考虑颤振的淬硬磨削温度场,并结合元胞自动机法对磨削强化层组织的淬火转变进行了模拟计算.Deng等[4]基于单颗磨粒的有限元模型对磨削淬硬强化层的应力和应变场进行研究,认为磨削淬硬工艺更容易在强化层获得残余压应力,从而提高磨削表面及亚表面的综合力学性能.

在磨削强化过程中,由于存在较高的磨削热和剧烈的塑性变形,材料会发生加工硬化、热软化和动态软化(包括动态回复和动态再结晶)现象[5].磨削所产生的高温会使以铁素体-珠光体组织为主的40Cr合金钢发生奥氏体(面心立方体)转变[6].奥氏体状态材料层错能较低,在较大的塑性变形下,容易发生动态再结晶行为.近年来,人们对合金结构钢的微观组织演变进行了越来越广泛的研究.Chen等[7]通过热压缩实验研究40Cr钢的热变形和动态再结晶行为,建立了40Cr钢动态再结晶模型.Duan等[8]利用元胞自动……