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Word版说明书1份，共61页，约19000字

 

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摘  要

 

随着国家科学技术的发展，我们对各种材料的探索需求也随之日益增加。硬岩掘进机（TBM）作为新世纪最为好用的掘进机器，它的刀具材料质量直接决定了它的威力。伴随着发展，我们对它的刀具材料也有 可更先进一步的要求。而测试材料力学性能的仪器也在随着时代发展，最为显著的跨越就是从非原位测试到原位测试。

本文对硬岩掘进机的历史来源、国内外发展现状进行了介绍，并对国内与国外上的技术差距进行了分析。同时本文还对材料力学性能测试的方法进行了介绍，包括拉伸压缩法、弯曲法、扭转法、纳米压痕法等。并从国内外两个方面对相关的不同测试设备进行了介绍，并比较了国内外测试装置的相同点与差异。

本文以对1号、2号两种硬岩掘进机刀具硬质合金材料为主进行了原位弯曲测试获得了该材料的力学性能参数。同时也对在工业上广泛使用的Q235低碳钢进行了原位拉伸测试，并通过金相腐蚀观察了在拉伸变形中材料晶格的变化。得到了大量金相腐蚀下原位拉伸的图片，对材料进行了变形过程中的原位观察与记录，这对材料的研究具有十分重要的意义。也对6061铝合金进行了原位剪切测试。经过对试件的一系列试验，达到了对一些典型金属的测试与分析。并且由此我们可以推断出硬质合金硬度高、耐磨、强度、耐弯度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，十分适合作为硬岩掘进机的刀具进行使用。

 

 

 

关键词：  硬岩掘进机  硬质合金钢  典型金属  原位观测   微观力学行为

 

 

目  录

第1章  绪  论 1

1.1研究目的 1

1.2国内外研究现状分析 1

1.2.1硬岩掘进设备与工具的国内外发展现状 1

1.2.2材料力学性能测试的国内外发展现状 2

1.2.3技术对比 5

1.3金相学的发展 5

1.3.1金相试验的发展 5

1.3.2观测设备 6

1.4本文主要研究内容 7

第2章  试验内容和样品准备 9

2.1金相组织的形式 9

2.2金相显微试件制备 9

2.2.1打磨抛光 9

2.2.2配腐蚀液 10

2.2.3腐蚀观察 11

2.3金相组织的试验分析 11

2.3.1试验依据 11

2.3.2试验结果与分析 11

2.3本章小节 12

第3章  碳素结构钢微观力学性能测试分析 13

3.1拉伸试验仪器 13

3.2拉伸试验方案设计 14

3.3试验结果与分析 14

3.4本章小节 23

第4章  6061铝合金的微观力学性能测试分析 25

4.1剪切试验仪器 25

4.2剪切试验方案设计 25

4.3试验结果与分析 26

4.4本章小节 27

第5章  硬质合金钢微观力学性能测试分析 29

5.1试验仪器 29

5.1.1试验原材料 29

5.1.2试验仪器与设备 29

5.2试验方案设计 30

5.2.1三点弯曲试验 30

5.2.2四点弯曲试验 32

5.3试验结果与分析 32

5.3.1三点弯曲试验结果与分析 32

5.3.2四点弯曲试验结果与分析 35

5.4本章小节 35

第6章  结论与展望 37

6.1结论 37

6.2展望 37

致  谢 39

参考文献 41

附  录 45

附录1：6061铝合金原位剪切试验数据（部分） 45

附录2：1号硬质合金钢材料原位三点弯曲试验数据（部分） 47

附录3：2号硬质合金钢材料原位三点弯曲试验数据（部分） 49