孙聪
- 作品数：5 被引量：3H指数：1
- 供职机构：东北大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺航空宇航科学技术更多>>
- 激光-超声辅助磨削氮化铝表面改性机理
- 2024年
- 目的利用激光-超声辅助磨削技术(LUAG),研究氮化铝表面创成改性机理。方法通过分子动力学,从磨削力、原子相变和亚表面损伤深度方面,分析氮化铝表面材料去除的微观特性演变过程,对激光-超声双物理源条件下的单粒辅助磨削进行分子动力学(MD)模拟,对氮化铝分别进行传统磨削、激光辅助磨削、超声辅助磨削、激光-超声辅助磨削分子动力学分析,探讨不同工况下AlN的去除行为及损伤演化机制。结合LUAG过程中生成的氧化铝增强相,探明氮化铝表面力学性能提升原因。结果与传统磨削(TG)相比,LUAG过程的磨削力降低了50%,表面粗糙度Ra降低28.4%。AlN的表面硬度可达1298.6HV,相较于TG提高了25%。AlN表面摩擦磨损因数和亚表面损伤深度分别降低了50%和33%。结论LUAG生成的少量氧化铝被用作扩散强化的增强相,氧化铝相的生成实现了材料的弥散强化,填补了氮化铝原子间的空位以实现基体的材料硬化并提高耐磨性。该研究成果加深了人们对激光、超声波和磨粒加工耦合作用下材料去除和损伤的理解,同时促进和实现了氮化铝基底表面的高性能制造。
- 邓延生曹长虹陶彦辉孙聪Wang Yanyan
- 关键词：分子动力学氮化铝
- Ti6Al4V表面激光渗碳磨削及其强化机理
- 2024年
- 目的利用激光渗碳磨技术,研究Ti6Al4V表面性-形协同控制机理。方法以Ti6Al4V为研究对象,提出了一种高效的加工强化一体化技术——激光渗碳磨削。即对工件表面预涂覆渗碳膏,并置于马弗炉中干燥,形成稳定的固态碳源。采用激光辅热的方式对磨削加工过程进行表面性形协同抗疲劳制造。通过对比实验研究了激光渗碳磨削和传统磨削对Ti6Al4V表面力学性能和加工表面质量的影响。对Ti6Al4V表面微相组成、硬度、耐磨性和表面粗糙度进行表征。探究了激光渗碳合金化对材料磨削去除的正向作用以及磨削热回火对重熔层性能的调节作用。结果激光辅热足以使磨削表面温度高达1700℃,实现表面主动渗碳,且激光渗碳磨削后,Ti6Al4V表面形成具有均匀树枝状晶和颗粒状碳化物的重熔层,加工表面硬度达到850HV,磨损损失仅为常规磨削的6.7%,表面粗糙度Ra降低22%。结论激光渗碳磨是一种高效的Ti6Al4V表面性-形协同制造新技术。渗碳重熔层不仅提高了加工表面力学性能,还会影响表层材料的磨削特性,使加工表面更加光整。该技术实现了磨削加工-强化一体化制造,对指导工业生产具有重要的实际意义。
- 邓延生曹长虹陶彦辉孙聪
- 关键词：TI6AL4V
- 关联系统动静态特征端面磨削表面创成机理被引量：1
- 2021年
- 目的关联主轴系统动静态特征,研究端面磨削表面创成机理。方法以粉末冶金不锈钢316L为研究对象,首先构建关联主轴系统动静态特征的有限元模型,分析主轴系统动静态特征对砂轮端面各位置位移大小的影响。然后基于端面砂轮表面磨粒的位置和尺寸信息,建立端面砂轮磨粒三维空间轨迹方程,推导相邻磨粒运动关系式,采用轮廓搜索法确定端面磨削表面的动静态创成过程。最后,结合端面磨削加工实验,分析端面磨削系统动态、静态特征对加工表面粗糙度与轮廓度的影响规律,阐释加工表面材料去除不均匀的本质,并提出创成表面质量的参数化修正方法。结果靠近砂轮边缘的磨粒静态退让量大于靠近砂轮中心部分的磨粒静态退让量,但不同位置的磨粒动态振动量差异不大。静态退让量随切深的增加而增大,动态振动量随砂轮转速的增加而增大。结论砂轮表面磨粒的静态退让性是造成加工表面轮廓度误差的重要因素,同时主轴系统动态振动特征会影响加工表面粗糙度。分析可得,砂轮转速在400 r/min左右,与之匹配无理数转速比的工件转速和较小的法向切深,可提高端面磨削表面质量表征。
- 孙聪修世超李清良邹显楠洪远
- 渗碳辅助磨削强化表面创成机制研究
- 2023年
- 目的探究渗碳辅助磨削表面材料动态强化去除机制。方法以20CrMnTi为研究对象,首先进行渗碳辅助磨削的探索性试验,分析磨削微渗碳的可行性。其次,基于磨粒与工件材料间的相互作用,提出一种动态表面创成模型,分析增碳表面的渗碳效果。最后,结合磨削渗碳强化试验验证增碳表面性形协同提升效果。结果磨削接触区的微渗碳效应增大了表面的碳含量,使得表面在冷却阶段更易析出强化相。该方法可有效提高加工表面的硬度(最大提升了60%)。微渗碳效应使得表面材料硬化,同时抑制了脊状突起的形成,使切屑更易形成,从而提高表面精度(粗糙度Ra降低了0.3μm)。结论针对低碳钢表面的高性能制备,提出了一种新的渗碳辅助磨削强化方法,该方法可实现表面材料的微渗碳。在强参数磨削热作用下表面材料会发生奥氏体–马氏体转变,显著提高了硬度。同时,微渗碳作用可削弱表面材料的塑性及犁削作用,提高表面加工质量。
- 徐春伟张贺修世超洪远孙聪
- 磨粒强化加工表面材料动态再结晶行为的研究被引量：3
- 2021年
- 目的基于磨粒强化加工非线性热力耦合效应,研究加工表面材料动态再结晶行为。方法以45#钢为研究对象,首先建立基于砂轮轮廓及磨粒分布特征的热力耦合全尺度有限元模型,然后利用三维元胞自动机法,构建奥氏体晶粒的位错密度增长控制方程,研究动态热力耦合作用对奥氏体晶粒动态再结晶过程的影响机理。最后,结合磨粒强化加工实验,验证不同进给速度与磨削深度下再结晶晶粒尺寸与体积分数的沿层变化规律,提出加工表面材料晶粒细化过程的参数化控制方法。结果加工过程中,部分奥氏体组织会发生动态再结晶现象,并在工件表面形成细化层,细化层的厚度远小于强化层。随着与表面距离的增加,再结晶晶粒平均尺寸逐渐增大,体积分数先增大、后减小。改变磨削深度和进给速度,可使再结晶晶粒的体积分数和平均尺寸分别提高5倍和15%以上。结论通过对比实验与模拟结果,发现加工过程中热力耦合效应沿层分布差异性明显。加工应变场的作用效果远小于动态温度场的影响,这限制了表面细化层的厚度;应变场沿层递减分布,越靠近加工表面,晶粒细化现象越明显;受层间应变与应变率差异性的影响,表层再结晶晶粒形核较快,但生长速度缓慢,再结晶晶粒体积分数偏小。增大切深与进给速度会使接触区金属的去除量增加、表面温度升高且晶粒畸变现象明显,有利于细化层的形成。
- 洪远孙聪修世超姚云龙Xin Chen
- 关键词：动态再结晶元胞自动机法
