AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究

研究了AS41耐热镁合金在室温和200℃时的显微组织、力学和摩擦学性能,探讨了其在高温的摩擦学机制。研究表明:AS41镁合金主要由基体(α-Mg相)和第二相(Mg17Al12、Mg2Si和MgO相)组成,在200℃时除伸长率有所增加外,抗拉强度和屈服强度均较室温时显著下降。AS41镁合金的摩擦因数随载荷增大而减小,滑行速度和滑行距离对摩擦因数影响不大;磨损率随着载荷和滑行距离的增加而增大,但随滑行速度的增加而减小;AS41镁合金在200℃的摩擦学性能优于其室温的。随着载荷变化,磨损机制发生变化;低载荷时表现为氧化磨损和磨粒磨损;中等载荷时表现为磨粒磨损和轻微剥层磨损;较高载荷时表现为剥层磨损。     

Cr20高铬铸铁的摩擦磨损及高温抗氧化性能

以Cr20高铬铸铁作为垃圾焚烧炉排片材质,结合工况条件考察其摩擦磨损及高温抗氧化性能。利用销盘式摩擦磨损试验机研究了合金在260℃下的磨损特性,采用增重法研究了Cr20高铬铸铁在800～1000℃下的氧化动力学,并利用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析其恒温氧化后的微观形貌、相组成及其抗氧化机理。结果表明:Cr20高铬铸铁在0～30 h处于快速磨损阶段,磨损量大,之后趋于平缓,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为磨粒磨损+轻微氧化磨损,表面形成的氧化膜在一定程度上起到抗磨作用;当在900℃氧化时,合金表面形成完整的保护膜,无剥落,氧化速度低,抗氧化性能好,随温度继续升高,氧化速度加剧且氧化膜层状剥落,不抗氧化。     

TiN/TiSiN多层膜高温微动磨损特性

采用高精度PLINT高温微动磨损试验机研究了690合金及其表面等离子体化学气相沉积(PCVD)制备TiN/TiSiN多层膜的高温微动磨损特性。结果表明,试验温度（25、200、300 ℃）下TiN/TiSiN多层膜XRD未检测出氧化物,TiN/TiSiN多层膜的硬度和临界载荷分别为2318 HV0.05、57 N。690合金在200 ℃时的摩擦系数、磨损体积均高于室温和300 ℃下的值。TiN/TiSiN多层膜的摩擦系数在200 ℃时最大,在室温时最低;TiN/TiSiN多层膜磨损体积受温度影响较小。相同试验条件下,TiN/TiSiN多层膜摩擦系数和磨损体积均低于690合金,TiN/TiSiN多层膜能有效减低基材的微动损伤。室温时,690合金磨损机制为磨粒磨损和剥层;200 ℃时为磨粒磨损、剥层和氧化磨损;300 ℃时为磨粒磨损和氧化磨损。试验温度下,TiN/TiSiN多层膜的磨损机制均为剥层。     

复合CrTiAlN涂层的摩擦磨损性能及其温度的影响

论文采用物理沉积技术在M2高速钢制备多元复合CrTiAlN涂层。采用发射扫描电子显微镜、能谱仪、激光共聚焦扫描显微镜和球-盘式高温摩擦磨损试验机等分析手段对涂层的摩擦学行为进行研究。研究结果表明,涂层的摩擦系数随环境温度升高呈上升趋势。室温下涂层的摩擦系数约0.24,摩擦系数随时间变化曲线平缓;200℃时,摩擦初期涂层的摩擦系数随时间变化波动剧烈,半小时后进入稳定摩擦阶段,摩擦系数在0.53左右。同时,CrTiAlN涂层的磨损率也随环境温度升高呈上升趋势。高温摩擦时,摩擦随时间变化曲线波动很大,对磨球的受磨损程度也随温度升高而逐渐上升。涂层的磨损机制主要是氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损的共同作用。     

Incoloy800合金的高温微动磨损特性

采用PLINT高温微动磨损试验机,研究核电用管材Incoloy800合金的高温微动磨损机制和动力学特性。Incoloy800合金圆管试件与0Cr18Ni9不锈钢配副件圆柱体在水平面上垂直交叉接触,控制法向载荷为80N、位移幅值为2～20μm、循环次数为3×104次,在不同温度(25℃、300℃和400℃)下进行微动磨损试验。结果表明:当载荷、温度一定时,随着位移幅值的增大,Incoloy800合金的微动运行经历从部分滑移区向混合区和滑移区规律性的转变。温度升高并未对微动运行的区域特性以及部分滑移区的稳态摩擦系数产生显著影响,但在混合区和滑移区,稳态摩擦系数随温度的升高而明显降低。Incoloy800合金的高温微动磨损机制主要表现为摩擦氧化、磨粒磨损与剥层的共同作用。     

温度对TiAl合金及SiC配副摩擦磨损性能的影响

通过对TiAl合金与SiC配副在20,300和600℃下的摩擦磨损性能研究,分析了摩擦系数,磨损率和磨损形貌随温度的变化规律,探讨了磨损机制。结果表明:在实验温度条件下,TiAl合金的磨损率随温度的增大而增大。在20℃下TiAl合金主要为犁削磨损、磨粒磨损,随着温度的升高,出现氧化磨损,当温度增加到600℃时,氧化磨损严重;而SiC配副在20℃下的磨损率显著高于300及600℃下的磨损率,这是由于随温度的增加,SiC球的破坏机制由沿晶断裂向剝层磨损转变。     

摩擦氧化层对TC4合金磨损行为和摩擦系数的影响

选取TC4合金与3种对偶件微动磨损的完全滑移区,研究摩擦氧化层的形成对TC4合金微动磨损行为和摩擦系数的影响。结果表明:室温下摩擦系数曲线经历阶段性变化,磨损表面未形成摩擦氧化层,磨损率均较高。合金基体加热至260℃时,TC4/GCr15微动摩擦系数曲线最早出现由动态稳定向直线稳定的过渡,最早发生轻微磨损转变和摩擦氧化层的形成,磨损率明显减小,TC4/Si_3N_4和TC4/Al_2O_3微动磨损表面未形成摩擦氧化层,磨损率急剧攀升至最大值。继续升温至450℃时,TC4合金与3种对偶件微动磨损均形成不同于基体的摩擦氧化层,磨损率低于室温且达到最小值。TC4合金良好的高温微动磨损性能可归因于分布均匀、连续致密、粘结良好的摩擦氧化层的形成。TC4合金轻微磨损转变前微动损伤由粘着和磨粒磨损控制,轻微磨损转变后由氧化磨损伴随轻微磨粒磨损控制。     

TA15钛合金高温摩擦磨损性能研究

目的 为探究TA15钛合金高温耐磨性能的潜力,研究了TA15钛合金在室温~800 ℃下的摩擦磨损性能。方法 利用Rtec摩擦磨损试验机(Rtec,San Jose,USA)进行TA15钛合金的摩擦磨损性能测试,通过激光共聚焦显微镜、JSM-7800F扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等手段,分析了TA15钛合金在不同温度下的磨痕形貌、成分变化以及磨损机理。结果 在不同试验温度下,微观组织没有出现明显变化,主要为等轴α相和β相;不同温度下的摩擦因数波动不大,从室温的0.279下降到600 ℃的0.224,而在800 ℃时,表面严重氧化导致摩擦因数增大到0.309;在室温~400 ℃时,试样表面磨痕不断变窄变浅,犁沟和磨屑不断减少,而到400 ℃以上时磨痕逐渐变宽,比磨损率也大幅增大,且在600 ℃时的磨损量最大;在600 ℃时,以氧化磨损为主,并伴随着磨粒磨损和黏着磨损,且表面磨痕形貌和宽度比较均匀;在800 ℃时磨损表面以黏着磨损和氧化磨损为主,并伴随着高温焊接的发生。结论 TA15合金表面的O元素含量随温度的升高而逐渐升高,并且氧化反应主要发生在β相内。随着试验温度的升高,TA15钛合金磨损表面的氧化磨损现象也更加明显。     

NiCrBSi超音速火焰喷涂层在不同温度下的磨损行为

采用超音速火焰喷涂在铸铁表面制备了NiCrBSi喷涂涂层,以研究其在不同温度下的摩擦磨损行为. 采用pin-on-disc试验设备在室温和300 ℃下对NiCrBSi涂层进行了摩擦磨损试验,分析了温度对NiCrBSi涂层摩擦系数和磨损率的影响规律;采用XRD和SEM对NiCrBSi喷涂态涂层进行了微观组织结构分析;通过SEM对涂层磨损样品的表面和截面进行了微观组织观察,探索涂层在不同温度下的磨损机制. 结果表明,NiCrBSi涂层结构致密,具有典型的喷涂层状结构,主要由γ-Ni相、Cr₇C₃相、Ni₃B相和CrB相组成;孔隙率为1.11%,硬度为742 HV0.1 ± 24 HV0.1. NiCrBSi涂层在室温下发生明显的粘滑现象,随着试验温度的升高,涂层的摩擦系数降低;升高的试验温度导致涂层硬度降低,涂层磨损率升高,耐磨性能下降. 涂层在室温及300 ℃下的磨损机制由磨粒磨损和疲劳磨损组成,随着温度的升高,磨粒磨损越加严重.     

高焓等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层的耐磨性

为提高马氏体不锈钢（0Cr13Ni4Mo）的表面硬度及耐磨性能,对不锈钢表面进行高焓等离子喷涂WC10Co4Cr强化,对涂层进行组织观察和物相组成分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。研究表明：WC10Co4Cr涂层组织致密,主要由WC物相构成,另外还有少量的W2C和Co25Cr25W8C2。在室温和高温（400 ℃）时,WC10Co4Cr涂层均具有较低的摩擦因数。室温时,基体的磨损机制主要以粘着磨损和磨粒磨损为主。WC10Co4Cr涂层其磨损机制主要以微切削为主。400 ℃条件下,不锈钢基体的磨损机理主要以粘着磨损和剥层为主,磨痕边缘部位主要以磨粒磨损为主。WC10Co4Cr涂层试样的磨损机制主要以磨粒磨损为主,伴随有剥层现象出现。