粉末冶金飞机摩擦材料的显微结构

本研究对Fe基和Fe－CU基两种飞机摩擦材料的显微结构及其受摩擦制动过程（摩擦热）的影响进行了金相观察和分析。研究结果表明，受摩擦制动过程的影响，Fe基摩擦材料的显微结构发生了较大的变化，组织中细片层珠光体明显增多，而FE-CU基摩擦材料的显微结构较稳定，未受摩擦热明显影响。金相观察还发现，Fe-cu基摩擦材料靠摩擦表面形成了薄的摩擦工作层，并且在表层和近表层还发生了再结晶过程，使晶粒明显细化。     

Fe在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用

研究了Fe在铜基粉末冶金航空摩擦材料中的摩擦磨损作用及机理。研究表明:Fe在铜基摩擦材料中起到了摩擦组分的作用,对材料的机械性能和摩擦磨损性能起到了重要的作用。Fe能提高铜基摩擦材料的强度、硬度;当Fe含量超过4%后,随Fe含量的增加,材料的摩擦系数及稳定性增加;高速摩擦条件下,Fe能促进摩擦面氧化膜的形成,减小材料的摩擦系数和磨损量。     

车轮钢摩擦热影响区的相变及其损伤机理

将有限元热力耦合一温度场分析与材料相变特征的实验研究相结合，研究了高速度(200kin／h)、大载荷(10^5N)条件下车轮摩擦热影响区的相变过程，探讨了材料对该过程的影响。结果表明，轮一轨摩擦导致的车轮踏面局部升温可超过材料的奥氏体相变的临界点，碳含量为0．5％时，完全奥氏体化层的深度可达0．6mm；过冷奥氏体高速冷却，几乎全部形成脆硬的马氏体薄层，造成踏面剥离。通过降碳来降低车轮钢奥氏体相变的临界点，可以显著抑制踏面马氏体层的形成。随着碳含量从0．7％降至0．4％，材料的Ae3提高45℃，马氏体层的厚度减小30％，有助于减少车轮踏面的热疲劳损伤。     

Fe和SiO2对铜基摩擦材料摩擦学行为的对比研究

对比研究了两种摩擦组元Fe和SiO2对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果发现：Fe和SiO2作为摩擦组元，二者的增摩效果不同。SiO2能较大的提高摩擦因数，却增加了材料的磨损量；Fe对提高摩擦因数的作用较小，但能有效地提高材料的耐磨性；当摩擦表面形成工作膜层后，SiO2提高摩擦因数的能力大大减小，表面膜填补了摩擦表面间的凹坑，减弱了SiO2磨粒的作用；Fe能参与表面工作膜的形成，铁氧化物的存在，改变了材料的摩擦磨损性能。     

铜基金属陶瓷摩擦材料与钢背的结合强度研究

研究了烧结工艺参数对金属陶瓷摩擦材料抗剪强度和金属陶瓷摩擦片结合强度的影响，观察并分析了断口形貌，研究结果表明，金属陶瓷摩擦材料的抗剪强度随烧结工艺参数（温度，压力）的提高而提高；金属陶瓷摩擦片的剪切破坏发生在金属陶瓷摩擦材料层，金属摩擦材料与钢背的结合强度高于金属陶瓷摩擦材料的抗剪强度，合理地选择烧结工艺参数可使金属陶瓷摩擦材料与钢背的结合强度提高。     

摩擦组元对粉末冶金摩擦材料摩擦性能的影响

实验研究了不同种类摩擦组元对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明摩擦组元的显微硬度对摩擦因数和摩擦因数稳定度影响显著。随着摩擦组元显微硬度的提高，摩擦材料的耐磨性提高，而对偶材料的磨损量增大；摩擦材料的表观硬度主要取决于基体组元，摩擦组元的显微硬度对其影响不人。单独依靠一种摩擦组元不能使摩擦材料取得较佳的摩擦性能，综合使用几种摩擦组元，才能得到满意的效果。     

沙尘环境下含玻璃微珠铜基摩擦材料的摩擦磨损性能

利用MM-1000摩擦实验机,分别在沙尘环境与干摩擦情况下,研究不同玻璃微珠含量(质量分数)铜基摩擦材料的摩擦磨损性能。结果表明:在摩擦过程中,玻璃微珠含量通过影响摩擦膜的形成而影响材料的摩擦磨损性能;在沙尘环境下,沙尘破坏材料表面摩擦膜致使材料的摩擦因数高于干摩擦情况下的摩擦因数,且材料的制动稳定性较差,线性磨损量随着玻璃微珠含量增加而增加;综合不同环境下的摩擦实验结果表明,含6%玻璃微珠的材料具有良好的摩擦学性能;添加2%和4%玻璃微珠材料的磨损机制主要为磨粒磨损与剥层磨损,但添加6%和8%玻璃微珠的材料以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机制。     

铁基粉末冶金摩擦材料高能制动损伤机制

采用粉末冶金压烧技术制备铁基粉末冶金摩擦材料，研究摩擦材料在转速7500 r·min^-1、面压0.8 MPa、转动惯量0.045 kg·m²工况下的高能制动损伤机制。结果表明：铁基粉末冶金层损伤及失效主要表现为摩擦接触面内层石墨脱落和表面裂纹两方面。表面热裂纹的萌生主要分布在基体和石墨相的界面处以及边缘脱落锐角处。微裂纹的存在降低了主裂纹继续扩展的能量，阻碍主裂纹扩展，起到提高摩擦件性能稳定的作用。     

石墨、SiO2在铜基摩擦材料基体中的摩擦学行为研究

研究了石墨、二氧化硅在铜基摩擦材料基体中的摩擦磨损行为.研究结果表明:在添加石墨及添加石墨与SiO2后的2种材料中,摩擦因数随着转速的加快而减小,前者的磨损量随转速的提高而增加,后者的磨损量则呈相反的变化趋势.基体中加入石墨,当转速不同时,材料的磨损机理也不同.低转速时主要发生粘着和犁削现象,当转速加快后材料的磨损以犁削和剥层脱落为主,高转速时则出现了氧化磨损.高转速时石墨在摩擦表面被碾成一薄层,与表面塑性变形金属和磨屑形成多层叠加结构,削弱了表层与基底的结合强度,容易发生层状剥落;基体中加入石墨与二氧化硅后,在较低转速时材料以磨粒磨损为主,高转速时则伴随有少量氧化磨损发生,石墨在摩擦表面不形成多层叠加结构,表面膜上的裂纹是导致表面膜脱落的主要原因.     

基于神经网络的树脂基摩擦材料摩擦因数的预测模型

为了预测不同成分的树脂基摩擦材料的摩擦性能，建立了摩擦材料成分与摩擦因数之间的人工神经网络（ANN）预测模型。用收集到的30种不同组分的摩擦材料在100℃时的摩擦因数数据作为训练样本对网络进行训练，然后进行拟合，结果表明，网络拟合值与实验数据吻合很好。最后利用该模型对不同成分的4种摩擦材料进行摩擦因数的预测，并研究单一成分对树脂基摩擦材料因数的影响。结果表明，预测值与实测数据基本相符，100℃时预测的摩擦因数最小值μmin.p。与实验中实测的摩擦因数最小值μmin.m的相对误差小于13％，相应的摩擦因数最大值μmin.p与μmin.m的相对误差小于9％。     

列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能分析

列车的制动性能与闸片材料的摩擦磨损性能关系密切,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上测试了自制的Cu基粉末列车闸片材料在不同制动速度下的摩擦磨损特性。结果表明:随着制动速度的增大,摩擦表面的微凸起遭到破坏,摩擦因数随之降低,磨损量增加;在材料接触表面产生大量的摩擦热,造成基体软化,减小了基体对材料中SiO_2等硬质颗粒的夹持能力。摩擦因数和稳定系数均随制动速度增加而降低;而摩擦温度和磨损量随制动速度增加而提高,尤其是在制动速度大于8 r/s时,摩擦表面温度上升,造成基体软化,硬质颗粒脱落,加速了材料的摩擦磨损。为列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能的研究提供了理论基础。     

Al_2O_3含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究Al_2O_3的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:Al_2O_3对材料摩擦磨损性能的影响与摩擦速度密切相关;随着Al_2O_3含量增加,材料的摩擦因数提高,密度降低,硬度增加,磨损量先减小后增大,Al_2O_3质量分数为9%时,复合材料的摩擦因数较高且稳定,磨损量最小。不含Al2O3的材料摩擦表面出现大量凹坑,磨损严重,随着Al_2O_3含量提高,凹坑数量减少,弥散分布的Al_2O_3粒子能强化基体表面强度,从而导致材料磨损量降低。     

Influence of Normal Load, Sliding Speed and Ambient Temperature on Wear Resistance of ZG42CrMo

 Abstract： To investigate the wear resistance of ZG42CrMo in industrial application, the wear behaviors under different normal loads, sliding speeds and ambient temperatures were simulated by an MMU-5G abrasion tester to acquire the friction coefficients and wear rates, with the morphology of worn surface observed by scanning electron microscopy (SEM) and chemical composition of worn surface and debris analyzed by X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS). Combine with the theory of tribology, finally the regular of environmental factors′ influence on material wear behaviors is determined. The results show that the increase of load decreases wear resistance significantly, when the pressure reaches a certain extent, severe spalling occurs on the worn surface; the changes of speed result in the changes of size of abrasive debris, and then effect the wear behaviors, in the increasing process of speed, the wear rate increases firstly and then decreases; the rise of temperature causes changes in wear mechanism, bring forth oxidation film on the worn surface, which leads to significant improvement of the wear resistance of materials under high temperature compared to that under low temperature.     

Role of Tool Shoulder Diameter in Friction Stir Welding: An Analysis of the Temperature and Plastic Deformation of AA 2014 Aluminium Alloy

The influence of tool shoulder diameter and its rotational speed on the high temperature plastic deformation of the material during friction stir welding of AA 2014 aluminum alloy is investigated, using the principles of hot working. The soundness of weld and defect formation are analyzed using the Zener–Hollomon parameter ‘Z’ to describe the high temperature plastic deformation behaviour of material, under the simultaneous influence of temperature and strain-rate. The observed hot deformation behaviour is correlated with the deformation processing map for the first time. At a given rotational speed, the volume of shoulder driven flow reduces with increasing shoulder diameter.     

不锈钢与地铁集电靴用浸金属碳材料的摩擦磨损性能研究

利用销-盘式高速摩擦磨损试验机研究了工况因素（电流、滑动速度和加载力）对地铁集电靴用浸金属碳材料与不锈钢盘试样载流摩擦磨损性能的影响，采用扫描电子显微镜与三维形貌仪对试样磨损表面进行观察与分析。结果表明，接触副摩擦系数随电流的增加而减小，随滑动速度和加载力的增加而增加；载流条件下，集电靴浸金属碳磨损量随电流、滑动速度和加载力的增加而增加；接触副磨损表面粗糙度随电流、滑动速度和加载力的变化情况与磨损量变化趋势相同。     

Microstructural Evolution in Multiway Loading-Forming Process of AISI 5140 Steel Triple Valve Body

The microstructural evolution and distribution rules, such as dynamic recrystallization (DRX) volume fraction, dynamically recrystallized grain size, and average grain size, in multiway loading-forming process of AISI 5140 steel triple valve body have been investigated using numerical simulation, combined with the analytic method by considering the influences of process parameters including loading speed of punch, initial temperature of billet, and friction. The results show that the DRX volume fraction increased, and its distribution became more uniform with the increases of punch loading speed and billet initial temperature, or the decrease of friction factor; the dynamically recrystallized grain size decreased, and its distribution was more uniform, with the increases of punch loading speed and friction factor, or the decrease of billet initial temperature; the average grain size decreased, and its distribution became more uniform with the increases of punch loading speed and billet initial temperature, or decrease of friction factor.     

铁粉粒度对粉末冶金材料制动摩擦性能的影响

采用粉末冶金工艺制备含4种粒度(20μm、30μm、50μm、70μm)铁粉增强的铜基摩擦材料,研究铁粉粒度对材料力学性能和制动摩擦性能的影响。采用TM-1型惯性试验台测试材料的制动摩擦性能,试验初速度为50~380 km/h。结果表明:铁粉粒度从20μm增加到70μm时,材料硬度从55.67 HRB降低到31.83HRB,剪切强度从12.56 MPa下降到10.27 MPa。这种硬度和强度的下降使大粒度样品表现出反常的摩擦特性:随着制动速度的提高,铁粉粒度为70μm的F70样品的摩擦因数不降低反而升高,当制动速度从120 km/h上升到380 km/h时,摩擦因数从0.338持续升高到0.356,并且从350 km/h后摩擦因数稳定不变。这种高而稳定的摩擦因数是保证列车在高速下紧急制动、平稳停驶所必需的。     

45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性

 在自制的销盘式干滑动摩擦磨损实验机上研究了45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性。结果表明：材料的磨损率随着速度、载荷的增加而增大;摩擦因数随着载荷增加而减小;随着速度的改变磨损率的变化规律为：减小、增大、再减小;硬度对实验材料磨损率的影响与通常所用材料不同,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

基体铜的粒度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用粒度为270、150、106和75μm的气雾化纯铜粉作为基体,通过粉末冶金热压烧结的方式,制备铜基摩擦材料.研究基体铜的粒度对材料的物理力学性能、材料组织和摩擦性能的影响.采用MM-3 000摩擦磨损试验机测试3 000~7 000 r/min转速条件下材料的摩擦性能,结果表明:铜粉粒度从270μm减小到75μm时,材料的流动性变差,压坯密度降低,材料的硬度呈减小趋势,从18.5 HBW降到14.0 HBW.但是铜粉粒度为106μm时,硬度反而增加为2.0 HBW.随着转速的升高,摩擦系数呈先增加后减小的趋势,粒度为106μm的试样摩擦系数比较稳定,摩擦系数变化从0.336到0.348,磨损率也最低,在7 000 r/min初速度下仅为47 mg.