Ti6Al4V合金在Saline溶液中的微动腐蚀特性

采用液压高精度微动试验机,做了Ti6A l4V/Si3N4摩擦副在干态、蒸馏水和Saline溶液等3种介质中的微动腐蚀试验,用激光共焦扫描显微镜(LCSM)观察了磨痕表面形貌并测量了磨损体积。结果表明:蒸馏水和Saline溶液改变了微动运行区域;空气中的摩擦因数与磨损体积最大,Saline溶液中最小,3种介质中的摩擦因数与磨损体积均随位移增加而增加;载荷增加时,磨损体积增大而摩擦因数减小;较大位移时,腐蚀与磨损交互作用显著地加速了Ti6A l4V的材料流失;微动损伤主要表现为剥落与磨粒磨损共同作用。     

316L不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。     

CrN、CrSiN薄膜在不同介质下的摩擦学性能对比研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法在单晶硅〖BF〗P(111)〖BFQ〗和不锈钢（304SS）基材上制备CrN和CrSiN薄膜;利用球-盘式摩擦磨损试验机（CSM）考察2种薄膜在不同介质（空气、去离子水、质量分数35%NaCl 溶液）中和WC/Co球对摩的摩擦学性能。结果表明：大气环境下,CrN与CrSiN薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损;水润滑下,CrN薄膜主要因机械抛光作用,CrSiN薄膜主要因摩擦化学反应,使得摩擦因数减小;在35%NaCl 溶液中CrN薄膜易被腐蚀,由于NaCl颗粒析出以及涂层接触区域的腐蚀和磨损产物,作为第三体的润滑作用,导致摩擦磨损发生明显变化,而CrSiN薄膜不易被腐蚀,主要因摩擦化学反应,使得摩擦磨损性能发生显著变化。     

316L 不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为研究

采用UMT 2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站（CHI614E）摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。     

CrN和CrSiN薄膜在不同介质下的摩擦学性能

采用中频非平衡反应磁控溅射法在单晶硅P(111)和不锈钢(304SS)基材上制备CrN和CrSiN薄膜;利用球-盘式摩擦磨损试验机(CSM)考察2种薄膜在不同介质(空气、去离子水、质量分数3.5%NaCl溶液)中和WC/Co球对摩的摩擦学性能。结果表明:大气环境下,CrN与CrSiN薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损;水润滑下,CrN薄膜主要因机械抛光作用,CrSiN薄膜主要因摩擦化学反应,使得摩擦因数减小;在3.5%NaCl溶液中CrN薄膜易被腐蚀,由于NaCl颗粒析出以及涂层接触区域的腐蚀和磨损产物,作为第三体的润滑作用,导致摩擦磨损发生明显变化,而CrSiN薄膜不易被腐蚀,主要因摩擦化学反应,使得摩擦磨损性能发生显著变化。     

不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。     

敏化处理后304不锈钢的电化学腐蚀性能

通过电化学动电位再活化法评价了304不锈钢在600℃保温不同时间后的敏化度,研究了不同敏化度试验钢分别在体积分数4%乙酸溶液、质量分数5%NaCl溶液以及二者体积比1∶1的NaCl/乙酸混合溶液中的电化学腐蚀行为,以及浸泡时间、溶液温度对电化学腐蚀性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,试验钢的再活化电流增大,敏化度增大;随着敏化度的增大,试验钢在NaCl溶液和NaCl/乙酸混合溶液中的自腐蚀电位负移,耐腐蚀性能降低,而在乙酸溶液中的自腐蚀电位正移,耐腐蚀性能提高;随着浸泡时间的延长,试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位负移,耐腐蚀性能降低,在乙酸溶液中的自腐蚀电位正移,耐腐蚀性能提高,在NaCl/乙酸混合溶液中的自腐蚀电位未发生明显的变化,耐腐蚀性能基本不变;随着溶液温度的升高,试验钢在不同溶液中的自腐蚀电流密度均增大。     

氧化铝陶瓷在腐蚀环境下的摩擦磨损性能

研究了氧化铝陶瓷在HCl溶液、NaOH溶液和去离子水3种润滑介质下的摩擦磨损性能,获得其在不同滑动速度下的摩擦因数、磨损体积和表面形貌。结果表明:酸性环境抑制了硅和铝的氢氧化物膜的产生,导致在HCl溶液润滑下摩擦副的摩擦因数高,氧化铝陶瓷表面磨损严重;以NaOH溶液为润滑介质时摩擦副的摩擦表面成膜度最高,摩擦因数最低,但腐蚀环境仍对其存在负面影响,导致氧化铝陶瓷表面磨损体积和磨损程度均高于以去离子水为润滑介质的情况。同时,在本试验所选的3种速度中,当摩擦副以0.08 m/s的滑动速度摩擦时摩擦因数和磨损体积均达到最小值,润滑效果最好。     

AlNiZr非晶纳米晶复合涂层的腐蚀磨损行为研究

为提高海洋极端环境下钢结构材料的耐腐蚀磨损性能,采用高速电弧喷涂技术制备了一种AlNiZr非晶纳米晶复合涂层,并研究了该涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。结果发现,AlNiZr涂层组织较为均匀,致密性较好,相结构由非晶、纳米晶及晶化相共同组成,涂层非晶体积分数约为64.93%,平均显微硬度值为363HV0.1,与45钢基体之间的平均结合强度约为30.8 MPa;在干摩擦条件下其平均摩擦因数约为0.125,磨损体积约为0.134 mm3,磨痕宽度约为882.4 μm,磨损失效机制以氧化磨损和脆性剥层磨损为主,并伴有轻微磨粒磨损;在腐蚀介质条件下,由于受到腐蚀介质的润滑减摩作用,导致涂层的平均摩擦因数、磨损体积、磨痕宽度均有明显减小,其平均摩擦因数约为0.058,磨损体积约为0.02216 mm3,磨痕宽度约为314 μm,腐蚀磨损失效机制主要表现为剥层磨损形式,同时磨损起主导作用、腐蚀次之。与纯铝涂层相比,AlNiZr涂层表现出优异的耐腐蚀磨损性能。     

微滑动条件下PS304涂层与Si_3N_4配副的摩擦学性能研究

利用大气等离子喷涂在不锈钢表面制备PS304高温自润滑涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征涂层的组成和结构;采用SRV微动摩擦磨损实验机研究PS304涂层和Si3N4摩擦副从室温到800℃的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察涂层和对偶球的磨损形貌,并分析涂层在室温和600℃的摩擦磨损机制。结果表明,常温下,涂层的摩擦因数和磨损率均较高,磨损表面伴随脆性断裂迹象,主要表现为磨粒磨损机制。在600℃下,涂层表现最低的摩擦因数和最小磨损率,其表面形成润滑膜并发生一定的塑性变形,磨损机制主要为黏着磨损。     

ZrO_2陶瓷在H_2O_2介质中的摩擦学性能研究

在MMW-1立式万能摩擦磨损试验机上对ZrO2陶瓷球与1Cr18Ni9Ti不锈钢环在不同体积分数的H2O2介质中的摩擦磨损行为进行研究,并通过激光干涉表面形貌测量仪考察球试样与环试样的磨损表面形貌,对比分析摩擦因数、磨损量、摩擦副的磨损表面形貌的变化规律。结果表明,在不同体积分数的H2O2介质中,ZrO2/1Cr18Ni9Ti摩擦配副的摩擦学性能存在着明显差异;低浓度H2O2溶液在磨损过程中对不锈钢材料具有类似抛光打磨的过程,导致腐蚀磨损表面较为光滑;一定浓度的H2O2介质能有效地起到改善摩擦磨损特性的作用。     

不同介质下ER8车轮钢滑动摩擦磨损性能

为探讨车轮在不同环境下服役时摩擦因数的变化机制，通过滑动摩擦试验机考察不同载荷下，ER8车轮钢分别在干燥空气、纯水、3.5%氯化钠溶液3种环境下的摩擦磨损性能。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、非接触三维表面轮廓仪、X射线衍射仪对磨痕及元素组成进行了分析，探讨不同环境下ER8车轮钢的摩擦磨损机制。结果表明：随着载荷的增大，ER8车轮钢的摩擦因数明显增大；列车的服役环境对车轮的摩擦磨损性能有较大影响，在干燥空气环境下，ER8车轮钢无腐蚀状况，磨痕宽度最小，但摩擦因数最大，可达0.503;在盐水环境下，ER8车轮钢出现腐蚀现象，磨痕宽度最大，但摩擦因数最小；干摩擦下ER8车轮钢的磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损，纯水摩擦和3.5%NaCl溶液环境下的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。     

酸碱腐蚀对聚酰亚胺/碳纤维复合材料摩擦磨损性能的影响

通过傅里叶红外光谱仪(ATR)、环境扫描电镜(SEM)、摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺/碳纤维复合材料在质量分数为10％的HCl和NaOH溶液中腐蚀不同时间后的红外光谱及摩擦磨损性能进行实验研究.结果表明:材料的耐酸性明显优于耐碱性;酸碱处理后材料表面的基团结构发生了相应变化;HCl溶液和NaOH溶液腐蚀环境对材料摩擦因数的影响程度基本相同,处理后摩擦因数都降低,酸蚀环境对材料磨损率的影响不大,而碱蚀环境影响较大;腐蚀环境对材料的裂纹扩展有较明显的加速作用,酸碱处理后材料的磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损的综合作用.     

海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究

采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机研究在干摩擦和水溶液介质中微动振幅对2507超级双相不锈钢微动磨损行为的影响,利用三维轮廓仪和扫描电子显微镜分别对试样的磨痕深度、磨损体积和磨痕表面微观形貌进行表征分析。结果表明:在干摩擦下,随振幅增加微动运行区域发生了由部分滑移区向滑移区的转变,摩擦因数随振幅的增加先增大后趋于稳定,磨痕深度和磨损体积随振幅的增加而增大,磨损机制由局部氧化磨损、局部疲劳磨损转变为氧化磨损、黏着磨损和剥落磨损;水溶液中,海水中摩擦因数随振幅的波动较去离子水中的大,且海水中由于存在腐蚀与磨损交互作用,磨痕深度和磨损体积也都比去离子水中的略大,磨损机制主要是轻微氧化磨损、磨粒磨损伴随疲劳磨损。     

304不锈钢表面Cr-N涂层耐腐蚀性能分析

基于动态电位极化腐蚀测试结果,在通入H2和O2的环境中,腐蚀电阻大小分别是C r2N304不锈钢裸片和304不锈钢裸片C r2N。静态电位极化腐蚀测试显示在模拟阳极条件中,304不锈钢(C r2N涂层)展现了比304不锈钢裸片低的极化电流密度,但是随着时间增长,电流密度变高了,因为腐蚀已经在微孔洞区域开始了。在模拟阴极环境中,由于在微孔洞区域的不锈钢基底已经发生钝化,因此提供了高的腐蚀保护,在涂层中的微孔洞的负面影响变小了。     

V含量对TaVN薄膜微观结构与摩擦学性能的影响*

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

敏化态430不锈钢在食物模拟溶液中的耐腐蚀性能

430不锈钢试样在进行不同程度的敏化后,在5%(质量分数,下同)NaCl溶液、4%(体积分数,下同)乙酸溶液、5%NaCl+4%乙酸混合溶液等3种食物模拟溶液中进行电化学试验,研究了敏化度、浸泡时间和溶液温度对试样耐腐蚀性能的影响。结果表明:在NaCl溶液中,试样的自腐蚀电位随敏化度的增大正移,随浸泡时间的延长先负移后正移;在乙酸溶液和NaCl+乙酸混合溶液中,自腐蚀电位随敏化度的增大或浸泡时间的延长均负移,且在NaCl+乙酸混合溶液中的负移幅度均很小;随着溶液温度的升高,试样在3种溶液中的自腐蚀电流密度和腐蚀速率均增大。     

海水环境对LY12微动摩擦学行为的影响

以球-面接触方式,在300 μm的振幅下研究了LY12铝合金与440C不锈钢球在海水和纯净水中的微动摩擦学行为,研究了海水介质对腐蚀形貌、摩擦因数和磨损量的影响,并用动电位极化分析法研究了TC11腐蚀磨损前后的电化学行为.结果表明,LY12在海水中以点蚀为主,虽然海水对铝合金具有减摩作用,但是由于海水中高浓度Cl-的存在,导致LY12在海水中的磨损量始终比在纯水中的高,从而使腐蚀磨损呈正交互作用,LY12在海水中的磨损机制以腐蚀疲劳为主.     

钾离子对丁腈橡胶在含砂介质中摩擦磨损行为的影响

利用自行设计的往复式磨损试验机研究丁腈橡胶在含砂KCl溶液和蒸馏水2种介质中的摩擦磨损行为,并利用场发射扫描电镜对橡胶磨痕的表面形貌及元素含量进行分析。结果表明:在2种介质中,随着载荷的增加,丁腈橡胶的摩擦因数降低而磨损量增加,但在含砂的KCl溶液介质中摩擦因数和磨损量的变化程度均高于在含砂蒸馏水介质中。丁腈橡胶在含砂KCl溶液的磨损机制为腐蚀磨损以及磨粒滑动侵蚀,在含砂蒸馏水中的磨损机制为湿磨粒磨损。K+使得丁腈橡胶表层及亚表层分子链更容易断裂,进而生成了分子量和分散性都低的产物和小分子单体,以及新的支联网状结构。     

轧制和3D打印316L不锈钢与黄豆对磨的干摩擦磨损性能

3D打印不锈钢部件逐渐在食品机械领域得到应用,其与食品对磨的摩擦学性能需要加以关注。在干摩擦条件下,利用滑动摩擦磨损试验机,研究了黄豆试样分别与轧制和3D打印316L不锈钢配副的干摩擦磨损性能。利用光学相机、扫描电子显微镜、显微硬度计和质构仪,对不锈钢试样表面形貌、不锈钢硬度、黄豆硬度和磨损表面形貌进行了分析。结果表明：3D打印316L不锈钢与黄豆对磨时,摩擦因数的变化趋势较为平缓,第1 h和第6 h的平均摩擦因数分别为1.04和0.68;而对于轧制316L不锈钢,其磨合阶段更加剧烈,第1 h和第6 h的平均摩擦因数分别为1.70和0.46;与轧制工艺相比,3D打印316L不锈钢的耐磨性能更好,其在第1 h的磨痕宽度降低幅度达40%左右;黄豆试样的磨斑边缘和不锈钢磨痕表面均有黑色氧化物粉末出现,3D打印不锈钢磨损表面的黏着形貌和犁沟数量均显著减少;干摩擦条件下轧制316L不锈钢和黄豆配副的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而3D打印316L不锈钢和黄豆配副时,其磨损机制主要为磨粒磨损,这与其表面硬度更高有关。