第59卷第9期2023年5月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGVol.59No.9May2023DOI：10.3901/JME.2023.09.349磨削白层特性及其与声发射信号的相关性∗毛聪1孙鹏程1唐伟东1张明军1罗源嫱1胡永乐1张德嘉1唐昆1管付如2(1.长沙理工大学机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室长沙410114；2.湖南五新隧道智能装备股份有限公司长沙410100)摘要：磨削白层严重影响零件的服役性能和寿命。为了研究磨削白层的物理本质，揭示磨削白层特性与声发射信号频谱幅值的相互关联，开展了淬硬GCr15轴承钢磨削实验，观测了磨削白层特性，揭示了磨削机械挤压和磨削热的耦合作用下声发射信号频谱规律。研究表明，白层组织更加致密，耐腐蚀性更强，显微硬度高于暗层与基体组织；磨削白层受到磨削温度与塑性形变的协同影响，当磨削温度低于工件材料名义相变温度时，在剧烈的塑性变形诱导下，磨削表面也会出现白层，当磨削温度超过名义相变温度时，白层厚度会突增；磨削时声发射信号受机械挤压应力和热应力效应协同影响，低频段幅值主要取决于机械挤压应力，高频段幅值主要受热应力效应影响，当磨削温度超过名义相变温度时，工件材料分/原子内能显著增大，进而产生无序高频振动，从而高频段幅值急剧增大。揭示了声发射信号高频段幅值与白层厚度之间关联关系，磨削过程中根据高频段幅值是否出现突变，可以判断磨削表面和亚表面是否出现相变及产生厚的白层。为白层厚度可控的磨削提供了在线监测方法。关键词：磨削；白层；声发射；频谱幅值；微观组织中图分类号：TG580FeaturesofGrindingWhiteLayerandItsCorrelationwithAcousticEmissionSignalMAOCong1SUNPengcheng1TANGWeidong1ZHANGMingjun1LUOYuanqiang1HUYongle1ZHANGDejia1TANGKun1GUANFuru2(1.HunanProvincialKeyLaboratoryofIntelligentManufacturingTechnologyforHigh-performanceMechanicalEquipment,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410114;2.HunanWuxinTunnelIntelligentEquipmentCo.,Ltd.,Changsha410100)Abstract:Grindingwhitelayerseriouslyaffectstheserviceperformanceandlifeoftheparts.Tostudythephysicalnatureofgrindingwhitelayerandrevealthecorrelationbetweenfeaturesofgrindingwhitelayerandspectrumamplitudeofacousticemission(AE)signal,grindingexperimentsofhardenedGCr15bearingsteelarecarriedouttoobservethecharacteristicsofgrindingwhitelayerandrevea...
