45CrNi摩擦磨损性能研究

利用销盘摩擦磨损试验机,考察了干滑动摩擦条件下滑动速度、接触压力对45CrNi摩擦副摩擦磨损性能的影响.研究结果表明:在相同的试验条件下,530 ℃回火销的磨损率、摩擦系数较大;磨损率与硬度并不成绝对的反比关系.材料的磨损率随着接触压力、滑动速度的增加而增大;摩擦系数随着接触压力的增大而减小.     

蛭石改性纸基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备了5种不同含量蛭石表面改性纸基摩擦材料,研究了蛭石含量对摩擦力矩曲线,动、静摩擦系数及磨损率的影响;同时对循环制动过程中动摩擦系数的变化趋势进行研究。利用扫描电子显微镜观察了纸基摩擦材料磨损前后的表面形貌。研究结果表明:随着蛭石含量的增加,摩擦力矩曲线中μi和μd值先降低随后有所增加,μo变化不大;动摩擦系数先减小而后有所增大,而静摩擦系数先增大再减小,磨损率增加;动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小;循环制动过程中,蛭石含量为6%时试样具有较好的制动稳定性。     

连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备出一种碳纤维增强纸基摩擦材料,通过惯量试验机研究了长时间连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料的摩擦磨损性能变化规律.利用扫描电子显微镜和三维轮廓仪观察磨损表面形貌并分析其磨损机理.结果表明:随着制动次数的增加,摩擦力矩曲线波动现象严重,摩擦系数减小,摩擦表面由于形成了光滑的摩擦膜使磨损率大幅度降低.     

非稳态条件下轴承钢的组织均匀性对其摩擦磨损性能的影响

为探究非稳态条件下不同组织轴承钢的摩擦磨损性能,采用光学和扫描电子显微镜(OM和SEM)、X射线衍射仪(XRD)、硬度计对两种GCr15钢的显微组织、残余奥氏体(A')、硬度进行分析,采用UMT-2摩擦磨损试验机进行乏油、干摩擦两种非稳态滑动摩擦磨损试验,通过SEM、三维形貌仪对磨痕形貌进行分析,研究非稳态条件下组织对性能的影响.结果表明:国内的1#GCr15钢组织不均匀,淬-回火后金相组织呈现典型的"黑白区"形貌,且带状和网状碳化物的等级明显高于国外的2#GCr15钢.两种条件下,1#GCr15钢摩擦系数和磨损量均大于2#GCr15钢;乏油条件下两种钢的磨损机制均为磨粒磨损;干摩擦条件下,1#GCr15钢以氧化、黏着、剥落磨损为主;2#GCr15钢以黏着磨损为主,伴随少量氧化磨损.碳化物不均匀导致轴承钢组织不均匀,同时增加淬火开裂倾向,使其表层薄弱区域在摩擦磨损过程中产生裂纹,造成剥落或早期失效.     

聚醚醚酮及其改性的人工关节材料的摩擦磨损性能研究进展

聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)优异的耐磨损性能为研发新一代高寿命人工关节提供了新希望。分别综述了采用常规摩擦学方法对纯PEEK、碳纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、等离子改性PEEK等作为人工关节材料,和采用模拟试验机方法对PEEK在人工髋关节、人工膝关节等假体关节面发挥耐磨损性能的应用和研究进展,最后展望了PEEK及其改性的人工关节材料摩擦磨损性能研究的发展趋势。     

硫酸钙晶须增强树脂基复合摩擦材料摩擦磨损性能的研究

以酚醛树脂(YSM)为树脂基体,以硫酸钙晶须(CSW)为增强材料,以石墨、粉煤灰、重晶石(BaSO4)等作为填料,采用热压成型工艺法制备树脂基摩擦材料,利用扫描电子显微镜对树脂基摩擦材料的磨损表面进行了微观分析。结果表明:随着硫酸钙晶须含量的增加,摩擦材料的耐磨性能增强,摩擦系数稍有减少,热稳定性明显改善;当硫酸钙晶须含量为8%时,树脂基复合摩擦材料摩擦磨损综合性能最佳。     

汽车用钛合金表面双辉等离子Mo合金化层的制备及其摩擦磨损性能

为了改善钛合金的表面摩擦磨损性能,采用双辉等离子合金化法在汽车用近β型钛合金(Ti-5Zn-3Sn)表面制备了Mo合金层,通过微观组织观察及硬度、摩擦系数、磨损率测试等考察了合金化层的形貌以及摩擦磨损性能.结果表明:钛合金表面等离子合金化后,呈现出银白色,表面形貌很不平整,粗糙度和致密性得到提高.钛合金Mo合金化层与基体之间结合很好,没有出现不可控的断层以及裂纹.随着合金化层的逐渐深入,Mo元素占比慢慢降低.在Mo元素固溶强化作用的影响之下,钛合金表面硬度得到明显提高,有效地改善了钛合金表面摩擦学性能.随着Mo合金化温度增加,合金化层的硬度明显增加.合金化后钛合金表面硬度高,受压屈服极限大,黏着效应小,摩擦系数小,磨损率明显降低.     

石墨改性尼龙66复合材料的摩擦磨损性能研究

采用共混改性手段制备尼龙66/石墨共混物,测定了其摩擦磨损性能及力学性能,并利用扫描电子显微镜观察和分析材料磨损表面形貌.结果表明:当石墨含量分别在8%,3%,10%时,石墨/尼龙66共混材料的耐磨性能、拉伸性能和冲击性能最好.     

强化处理对GCr15钢球残余应力和微观组织的影响

实验研究了强化处理后钢球残余应力和微观组织的改变.本文研究了经强化处理后,钢球沿径向表面残余应力大小、残余奥氏体含量及硬度分布;用光学显微镜、扫描电子显微镜对经表面形变强化后的轴承钢球进行显微组织及裂纹观察.研究表明:轴承钢球次表层残余应力为压应力,随电解抛光深度的增加,逐渐会出现一个最大压应力的峰值,而后压应力值逐渐减小.强化处理过程中会发生应力诱发残余奥氏体转变为马氏体,但对压应力分布影响不大.将静态Herzt接触理论应用于钢球的动态碰撞强化中,分析探讨钢球裂纹的形成,与实验结果相一致,具有重要指导意义.     

变形终止温度对GCr15轴承钢显微组织的影响

采用MMS300热模拟试验机对GCr15轴承钢的热变形工艺进行模拟,研究变形终止温度对其显微组织的影响。结果表明,变形终止温度在770~870℃内变化时,其显微组织均为片层状珠光体+沿晶界分布的先共析碳化物,并且先共析碳化物周围存在铁素体薄膜。随着变形终止温度的升高,晶粒尺寸和珠光体团的尺寸均增加,珠光体的片层间距略微减小,硬度增加。通过回归分析获得维氏硬度与片层间距倒数的拟合方程HV=38.3S-1+92.7。变形终止温度在810~870℃内升高时,碳化物的网状程度增加。与810℃相比,变形终止温度为770℃和790℃时,碳化物的网状程度较严重。     

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能

为进一步拓展火炮身管内膛强化手段,采用粉末冶金技术制备了W-Ni-Fe-Co合金,利用电火花表面沉积技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了W-Ni-Fe-Co涂层,同时利用电镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备了硬Cr涂层与之进行比较,用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能,并利用XRD、SEM和EDS研究了沉积态和磨损后涂层的相结构、形貌及成分。结果表明电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层由α-W、γ-Fe和NiWO4组成,α-W在涂层中呈白亮带分布;W-Ni-Fe-Co涂层的硬度较电镀硬Cr涂层降低了18%,弹性模量较电镀硬Cr涂层提高了4%;W-Ni-Fe-Co涂层的磨损机制为轻微的粘着磨损,而电镀硬Cr涂层为严重的粘着磨损;CrNi3MoVA钢表面沉积W-Ni-Fe-Co涂层较电镀硬Cr涂层具有明显的减摩耐磨效果,随着摩擦速度的增加,W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦系数降低,其原因是磨损表面氧化加剧,氧化物的自润滑作用加大。     

CrNi3MoVA钢表面磁控溅射Ta涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高火炮身管寿命,利用磁控溅射技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了Ta涂层。沉积态Ta涂层由体心立方相α-Ta和亚稳态四方相β-Ta组成,在850℃下真空退火3h后其全部转化为单一的α-Ta相。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了α-Ta涂层的硬度、弹性模量及摩擦系数,结合扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及掠入射X射线衍射(GIXRD)分析了涂层的微观结构,并与传统电镀硬Cr涂层进行比较,研究了α-Ta涂层的摩擦磨损性能。结果表明:α-Ta涂层的摩擦系数(0.70~0.80)略小于硬Cr涂层的摩擦系数(0.75~0.85),α-Ta涂层的磨损机制主要为粘着磨损,而硬Cr涂层的磨损机制主要为疲劳磨损和粘着磨损。     

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能

采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分。结果表明电火花沉积NiCrAlY涂层包含β-NiAl和γ-Ni两相,涂层是由柱状晶组成的微晶涂层;NiCrAlY涂层的硬度较CrNi3MoVA钢提高了22%,而弹性模量较CrNi3MoVA钢降低了21%;当摩擦副为淬火G15钢球,加载量为10N,往复行程为10mm,往复速率为600r/min时,CrNi3MoVA钢平稳摩擦系数为0.65~0.75,而NiCrAlY涂层平稳摩擦系数为0.45~0.55,CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层对其具有明显的减摩耐磨作用,涂层表面较高的硬度和高速摩擦中形成的粘附力强的薄氧化物层是其耐磨的主要原因;CrNi3MoVA钢的磨损机制主要为粘着磨损,而NiCrAlY涂层为微切削磨料磨损。     

CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能

采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAIY涂层.利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分.结果表明电火花沉积NiCrAlY涂层包含β-NiA1和γ-Ni两相,涂层是由柱状晶组成的微晶涂层;NiCrAlY涂层的硬度较CrNi3MoVA钢提高了22％,而弹性模量较CrNi3MoVA钢降低了21％;当摩擦副为淬火G15钢球,加载量为10 N,往复行程为10 mm,往复速率为600 r/min时,CrNi3MoVA钢平稳摩擦系数为0.65—0.75,而NiCrAIY涂层平稳摩擦系数为0.45～0.55,CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层对其具有明显的减摩耐磨作用,涂层表面较高的硬度和高速摩擦中形成的粘附力强的薄氧化物层是其耐磨的主要原因;CrNi3MoVA钢的磨损机制主要为粘着磨损,而NiCrAlY涂层为微切削磨料磨损.     

20CrNi2Mo钢齿轮磨削裂纹成因分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验以及硬度测试等方法对某20CrNi2Mo钢制齿轮磨削裂纹产生原因进行了分析。结果表明:该齿轮磨削裂纹产生的主要原因是其渗碳区域存在严重的内氧化缺陷和魏氏渗碳体组织,降低了齿轮表层磨削面的残余压应力,增加了齿轮的磨削开裂敏感性,当磨削应力超过材料断裂强度时,便会产生磨削裂纹。     

GCr15钢制轴承剥落失效分析

GCr15钢制球轴承经短期使用后发生剥落失效,通过外观检查、化学成分分析、金相检验、硬度测试以及扫描电镜和能谱仪分析等方法,对轴承早期失效的原因进行了分析。结果表明:由于轴承钢球表面存在冲压缺陷,使其在轴承运转过程中沿缺陷处产生剥落,并导致轴承内圈及其他钢球相继损坏,最终引起轴承早期失效。     

淬火20CrNi2Mo低碳钢中大角度晶界对强度的影响

采用OM、SEM、EBSD和TEM对20CrNi2Mo钢的微观组织进行定量表征,同时讨论了位错强化(σ_d)、固溶强化(σ_ss)、析出强化(σ_d)和晶界强化(σ_g) 对试验钢强度的贡献,且利用经典的Hall-Petch关系分析了强度的有效控制单元。结果表明:随淬火温度的升高,试验钢的原奥氏体晶粒(d_r)和马氏体束(d₀)、块(d_b)等均增大,马氏体板条略微细化。同时,试验钢的强度随淬火温度的升高而降低,塑性增加;量化的四种强化方式中σ_d、σ_ss 基本不变,σ_d忽略不计,试验钢的强度变化主要取决于σ_g。此外,试验钢的强度与多层次组织间的Hall-Petch关系揭示了块是强度的有效控制单元。     

油溶性纳米铜对Al2024-GCr15钢摩擦副的摩擦学效应

将实验室合成的纳米Cu添加剂按质量分数1%加入到参比油中,使用SRV型微动摩擦磨损试验机考察了油溶性纳米铜添加剂对Al2024-GCr15钢摩擦副润滑过程中摩擦磨损行为的影响,并对摩擦副的磨损表面进行了分析.结果表明:油溶性纳米Cu添加剂有很好的抗磨减摩性能,能够明显地提高SJ15W/40汽油机油的品质,是一类比较优异的抗磨减摩添加剂.其抗磨减摩机理为软金属纳米颗粒(纳米Cu颗粒)在摩擦过程中由于物理、化学和电化学等的作用沉积到摩擦表面,在负载作用下铜、铝磨粒熔合、共晶重组并"焊接"在摩擦副上形成弥散分布的突起,从而起到抗磨减摩效果.