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氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁汽车制动盘的铸造仿真与实验研究的开题报告
题目：氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁汽车制动盘的铸造仿真与实验研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着汽车工业的飞速发展，汽车制动系统也越来越受到重视。制动盘作为制动系统中的一个重要组成部分，其质量对车辆的行驶安全、舒适性等方面具有重要的影响。而传统的灰铸铁制动盘因其硬度、磨损等性能不够优秀，难以满足现代汽车对制动盘的高性能要求。因此，研发一种新型高性能制动盘成为了汽车制造企业的重大课题。
近年来，氮碳共渗工艺被广泛应用于汽车制动盘的生产中。通过在铸造过程中将一定的氮、碳原子引入铸铁中，有效提高了灰铸铁的性能，使其成为一种高性能材料。与传统灰铸铁相比，氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁具有硬度高、高温稳定性好、抗磨性能强等优点。
本课题旨在通过铸造仿真和实验研究，探讨氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造工艺及其性能表现，为汽车制动盘的研发、生产提供重要的参考。
二、研究内容及方法
本课题主要研究内容包括：
1.氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造工艺研究。通过建立数值模型，对氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造工艺进行仿真模拟。通过参数优化，确定最优工艺参数，并进行实验验证。
2.氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的性能研究。通过对制动盘的硬度、抗拉强度、延伸率、冲击韧性等性能指标进行测试，分析其性能表现，并与传统灰铸铁进行对比。
研究方法主要包括：
1.建立氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造模型，进行数值模拟。
2.通过灰铸铁冶金学原理，确定最佳的氮碳共渗工艺参数。
3.通过铸造实验，对仿真结果进行验证。
4.对制动盘的性能指标进行测试、对比分析。
三、预期成果及意义
预期成果：
1.建立氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造模型，进行数值模拟分析。
2.确定最佳的氮碳共渗工艺参数，并在实验中验证。
3.对氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的性能指标进行测试分析，与传统灰铸铁进行对比。
意义：
1.研究成果可以为制动盘的铸造工艺优化提供参考。
2.为灰铸铁的性能提升提供了新思路，也为其他铸造材料的研发提供了借鉴。
3.有利于提高中国汽车制造业的核心竞争力，为行业发展注入新活力。
四、研究进度安排
1.研究前期：查阅相关文献，学习铸造仿真软件的使用。
2.研究中期：建立氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的铸造模型，进行数值模拟分析；确定最佳氮碳共渗工艺参数。
3.研究后期：根据仿真结果进行铸造实验，并对氮碳共渗高碳当量合金灰铸铁制动盘的性能进行测试、分析和评估。
五、参考文献
[1]郭世乐,李永梅,樊宏涛,等.（2013）氮碳共渗高碳灰铸铁六爪离合器盘的试制.机械科学与技术,32（10）：1429-1432.
[2]沈振章,徐宏波,张凯等.（2015）轿车刹车盘用氮渗高碳灰铸铁成分优化与铸造工艺的研究.工业铸造，35（3）：57-63.
[3]彭俊臣,周阳明,张鹏翔等.（2018）氮渗高碳灰铸铁摩擦材料用于铁路机车用制动鼓的制备及性能研究.铁道科学与工程学报，15（2）：376-382.
[4]ChouCK,ChengCM,LinCC.（2014）InfluenceofaustenitizingtemperatureonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofN-containingductileiron.MaterialsScienceandEngineering:A,594:192-198.
[5]福州大学《汽车制造工程技术》课程教学大纲.