滑动速度对不同载荷下再生复合辊环耐磨性能的影响

通过对回收的废旧复合辊环材料进行重熔和离心铸造,制备了由耐磨WCp颗粒增强的复合层与Fe-C合金墨体组成再生复合材料辊环,采用MMS-1G高速销-盘摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM),研完了100 N、150 N和200 N载荷下滑动速度对再生复合辊环摩擦性能的影响.结果表明,不同载荷条件下,随滑动速度的增加,再生复合辊环的磨损率均出现幅度很小的波动现象,而摩擦系数先降低后缓慢增加.在相同滑动速度条件下,磨损率明显随载荷的增加而增大,而摩擦系数随载荷的增加而降低.再生复合辊环在低速条件下的磨损机理主要为犁沟磨损和塑性变形,而当滑动速度较高时,表现为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损.     

45钢与DC53钢的干滑动摩擦学行为

采用销盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷下45钢与DC53钢(Cr12Mo V1)的干滑动摩擦学行为。通过SEM、XRD、SIMS等分析了45钢的磨损机理及其摩擦诱发的变形层特征。结果表明,载荷从40 N增加到60 N时,45钢销试样的磨损率增加量远大于DC53钢盘试样的磨损率增加量,载荷的变化对平均摩擦系数的大小几乎无影响;40 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生磨粒磨损和轻微的粘着磨损,60 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生粘着磨损;45钢销试样的摩擦影响层均由摩擦表层和塑性变形层组成,60 N载荷条件下销试样的塑性变形层深度大于40 N载荷条件下的销试样;45钢销试样的磨损表层出现了晶粒细化的现象,60 N载荷条件下的晶粒细化更明显;磨损表层中的细晶铁素体主要是由摩擦磨损过程中摩擦热和塑性变形共同作用导致的动态再结晶诱发的。     

不同载荷下再生复合辊环耐磨性能研究

通过对回收的废旧复合辊环材料进行重熔和离心铸造,制备了由耐磨WCp颗粒增强的复合层与Fe-C合金基体组成的再生复合材料辊环,并采用MMS-1G高速销-盘摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM),研究了在100、150和200 N载荷下滑动速度对再生复合辊环的摩擦性能的影响.结果表明,在100、150和200 N载荷条件下,随滑动速度的增加,再生复合辊环的磨损率均出现幅度很小的波动现象,而摩擦因数先降低后缓慢增加.在相同滑动速度条件下,磨损率明显随载荷的增加而增大,而摩擦因数随载荷的增加而降低.再生复合辊环在低速条件下的磨损机理主要为犁沟磨损和塑性变形,而当滑动速度较高时,表现为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损.     

试验载荷与速度对45钢耐磨性的影响

研究了试验载荷、滑动速度、对不同温度回火的４５钢耐磨性的影响。发现在一定滑动速度下磨损率有一峰值。在一定磨损条件下，中硬度钢比高硬度钢耐磨。     

Q235低碳钢液相等离子体电解硼碳共渗层摩擦磨损性能

采用液相等离子体电解渗入技术在30%硼砂电解液中在Q235低碳钢表面进行硼碳共渗(PEB/C)快速硬化处理,研究与ZrO2、Si3N4组成两种摩擦副及5 N、10 N、15 N 3种载荷条件下PEB/C渗层的摩擦磨损特性。结果表明,PEB/C处理可以明显降低Q235钢基体在干摩擦条件下摩擦系数和磨损率。当与ZrO2球对摩,载荷为5 N时,PEB/C渗层的摩擦系数只有0.15,磨损率减少为9.10"10-7mm3/N#m,摩擦系数和磨损率分别是Q235钢基体的1/4和1/19。载荷增加时,PEB/C渗层的磨损率也随之增加,但它与Si3N4对摩的磨损率要比ZrO2对摩高。在不同载荷下,PEB/C渗层与ZrO2和Si3N4对摩的磨损机制主要为粘着磨损。PEB/C渗层耐磨性较高的原因是Q235低碳钢表面形成了硬度高达1800 HV的Fe2B渗硼层。     

不同滑动速度下两种钛合金的磨损行为

采用销-盘式磨损试验机对比研究两种典型双相钛合金TC4和TC11合金在不同滑动速度下的磨损行为,并探讨了磨损机制。结果表明:TC4合金的磨损率随滑动速度加快和载荷增加而增长,滑动速度为4m/s时,同载荷下的磨损率达到了最高值;而TC11合金的磨损率随滑动速度加快先增加,在滑动速度为2m/s时达到最高值然后开始下降,在4 m/s时取得最低值。载荷30 N时,TC4合金在滑动速度为1～4 m/s时的磨损机制主要为轻微粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损;TC11合金在滑动速度为1～2 m/s时的磨损机制为轻微粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损,在3 m/s时的为氧化磨损和磨粒磨损,但在4 m/s时的为氧化轻微磨损。两种钛合金在滑动速度为1～2m/s时的磨损行为与磨损机制相似。但高速下,稳定摩擦氧化物层的存在显著降低了TC11合金的磨损率;而TC4合金由于硬度相对较低,对摩擦氧化物层的支撑作用不足,磨损率快速增长。     

高铝铜合金粗粉超音速等离子喷涂层的边界润滑摩擦特性

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备高铝铜合金粗粉涂层,对涂层进行边界润滑摩擦实验,分析涂层的摩擦磨损特征及表面元素的质量损失。结果发现:涂层的摩擦因数随外加载荷的增加呈逐渐下降趋势;尽管磨损量随载荷的增大逐渐增加,但磨损率呈下降趋势,表明随外加载荷的增加涂层耐磨性能逐渐增强。涂层在中低载荷下以磨粒磨损为主,当载荷达到高载荷540 N时,涂层由磨粒磨损向疲劳磨损转变,并在犁沟边缘发生疲劳磨损的同时表现出轻度的粘着磨损。边界润滑条件下,涂层元素的质量磨损主要表现为Cu元素的损失,磨粒磨损留下的犁沟为O元素进入摩擦界面提供通道,使涂层表面形成微氧化膜。     

AZ31B镁合金及其纳米复合材料的滑动磨损行为(英文)

采用复合铸造工艺制备AZ31B镁合金及其纳米复合材料,再对所得材料在350°C进行热挤压。采用标准的销-盘式摩擦磨损试验机对AZ31B镁合金及其纳米复合材料的室温滑动磨损行为进行研究。实验条件为法向载荷10N、滑移速度0.60~1.2m/s、滑移距离2000m。采用SEM观察来研究磨损表面的磨损机理。通过构建一个线性回归模型来研究试验参数对磨销磨损率的影响。与AZ31B镁合金相比,由于增强体的作用而导致的硬度增强使复合材料表现出低的磨损率。犁削、犁沟、分层和氧化构成混合的磨损机理。     

4Cr5MoSiV1和45钢耐磨性对比研究

采用销盘式高温摩擦磨损试验机,在25～400℃下对4Cr5MoSiV1和45钢进行磨损试验,对比两种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制.研究表明:在25℃下为粘着磨损,4Cr5MoSiV1和45钢具有相同耐磨性,磨损率随载荷的提高呈线性增加,符合Archard公式;在200℃下为Quinn型氧化轻微磨损,4Cr5MoSiV1和45钢仍然具有相同的耐磨性;随载荷的提高,磨损率先降低后缓慢增加,具有较低的磨损率和增长率;在400℃下为氧化磨损,但不同于Quinn型氧化轻微磨损;随载荷的提高,磨损率快速增加,特别是高载荷下45钢出现塑性挤出,4Cr5MoSiV1钢具有比45钢明显高的耐磨性,归因于其高的热软化抗力.     

粉末冶金自润滑Cu/MoS_2复合材料的摩擦行为（英文）

研究MoS_2含量对纯铜的显微组织、密度、硬度和耐磨性能的影响。采用纯铜粉和MoS_2粉末,通过机械球磨和热压法,制备含0~10%(质量分数)MoS_2颗粒的铜基复合材料。在干滑动摩擦条件下,采用销-盘式磨损实验装置,测试材料的耐磨性能,固定滑动速率为0.2 m/s。硬度测试结果显示,MoS_2含量为2.5%的复合材料的硬度达到峰值。当载荷一定时,Cu/2.5MoS_2复合材料具有最低的摩擦因数和磨损量。当载荷从1 N增加到4 N,不同含量增强相复合材料的摩擦因数均减小,同时,磨损量增大。磨损表面和磨屑的SEM照片显示,Cu/MoS_2复合材料的磨损机理由纯铜的粘着磨损为主转变为磨粒磨损和剥层磨损相结合的机制。     

Ti6Al4V合金干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用

目的分析Ti6Al4V合金在不同滑动速度下的干滑动磨损行为及磨损特征,研究钛合金的磨损机理,并探讨干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用。方法采用销盘式摩擦磨损试验机,对Ti6Al4V合金在不同滑动速度下进行干滑动磨损实验。采用磨损率和摩擦系数表征钛合金的磨损行为,采用SEM、EDS及XRD分析磨损表面及摩擦层的形貌及成分,采用数字显微硬度仪表征摩擦层的力学性能。结果滑动速度在0.5～4 m/s范围内变化,Ti6Al4V合金的磨损率发生显著变化,尤其是在高载条件下。0.5～1.5 m/s速度范围内,磨损率较低,2.68m/s速度下,磨损率达到最高值,4m/s速度下,磨损率达到最低值。0.75m/s速度下,粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机理,氧化磨损为次要磨损机理;2.68 m/s和4 m/s速度下的磨损机理分别为剥层磨损和氧化轻微磨损。2.68m/s速度下的高磨损率与硬度较低的无氧化物摩擦层对应,而4 m/s速度下的低磨损率与高硬度的多氧化物摩擦层对应。结论试验条件改变,Ti6Al4V合金的磨损行为及磨损机理发生变化。不同试验条件下的磨损行为与不同的摩擦层特征相对应,当摩擦层中包含一定量的摩擦氧化物时,这种陶瓷性的摩擦层具有比基体更高的硬度,能有效保护基体,降低磨损率。     

配分工艺对5CrMnNiMo超高强度钢摩擦磨损性能的影响

利用摩擦磨损试验机在载荷50 N,滑动速度0.5 m/s,干摩擦磨损条件下对5CrMnNiMo超高强度钢进行磨损行为研究。采用SEM、EDS、XRD、EBSD等手段探讨了不同配分工艺对其耐磨性的影响规律。结果表明,配分时间较短(等温配分5 min)时耐磨性受硬度控制,磨损率低;随着配分时间延长为6 h(非等温配分)和24 h(等温配分),硬度由800 HV0.2降低到460 HV0.2和390 HV0.2,磨损率略有升高,磨损机理由以磨粒磨损+氧化磨损为主、黏着磨损为辅的方式转变为以黏着磨损为主、磨粒磨损为辅。长时配分促使奥氏体含量增加,在摩擦磨损过程中产生更强的TRIP效应,促使耐磨性增强。     

硬度匹配对GS-18NiMoCr36/42CrMo摩擦副冲击磨损性能的影响

分别采用GS-18NiMoCr36钢和42CrMo钢制备了不同硬度的磨损销、环试样。以石英砂为磨料,采用MLD-10型动载磨料磨损试验机研究了不同硬度匹配销、环试样的冲击磨损性能。结果表明:随着销或/和环试样硬度升高,销、环试样的磨损失重降低,耐磨性能提高。当销(环)试样取硬度最小值时,其磨损面更易嵌入硬质磨料,加剧对磨试样的磨损,使对磨试样出现磨损失重最大值。在硬磨料冲击磨损工况下,采用硬-硬配对的GS-18NiMoCr36/42CrMo摩擦副具有更优的整体耐磨性。     

纳米SiC微粒作为润滑油添加剂对钢/钢摩擦副磨损机制转变影响的研究

本文采用经过表面修饰的纳米SiC微粒作为润滑油添加剂,在M200磨损试验机上进行磨损试验,通过磨损表面的显微分析和能谱分析,研究载荷为400~1300 N、滑动速率为0.42~0.84 m/s范围内,纳米SiC微粒对油润滑条件下钢/钢摩擦副磨损机制转变的影响,并建立磨损机制图。结果表明：低速低载荷条件下,纳米SiC微粒的添加破坏润滑油膜的连续性,造成磨损量增加;高速高载荷条件下,纳米SiC微粒通过隔离摩擦副,变宏观滑动磨损为微观滚动磨损,并抑制黏着磨损的产生,提高了润滑油在恶劣环境下的润滑能力,降低了磨损量。     

两种不同气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了氧气和二氧化碳两种气氛下CrNiMo钢/H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性,并分析了其磨损机理。结果表明:摩擦系数随载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷和速度的增加而增加,在改变速度与载荷的过程中,存在着摩擦磨损机制的转变,氧气气氛下,CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为氧化磨损、磨粒磨损;二氧化碳气氛下,CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损、粘着磨损。     

Cr5型冷轧工作辊用钢的磨损性能研究

采用MM-200型磨损试验机研究了Cr5型冷轧工作辊用钢的磨损行为,并采用扫描电镜对其磨损机理进行了分析.结果表明:在本实验条件下,随着磨损时间的延长及试验载荷的增加,Cr5钢的磨损质量损失逐渐增加;当实验载荷小于200N时,Cr5型冷轧工作辊用钢的磨损形式主要为粘着磨损和磨粒磨损;当试验载荷为250N时,磨损形式主要为粘着磨损和疲劳剥落.     

显微组织和环境温度对球墨铸铁磨损行为的影响

采用销盘式高温磨损实验机在不同环境温度和载荷下对球墨铸铁进行干滑动磨损试验,研究了球墨铸铁显微组织对磨损性能的影响,呆用SEM和XRD分析磨损表层以及亚表层形貌、成分和结构,初步探讨磨损机制.研究表明,基体组织对球墨铸铁磨损性能有着显著影响.随着基体硬度的提高,轻微磨损向严重磨损转变的临界载荷大大提高.随着环境温度升高,形成碳还原气氛使得磨面上氧化物数量减少.球墨铸铁室温下磨损机制主要为粘着磨损和磨料磨损,200℃时磨损机制仍为粘着磨损,400℃时磨损机制主要为氧化物的疲劳剥落.     

两种不同气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机，研究了氧气和二氧化碳两种气氛下CrNiMo钢／H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性，并分析了其磨损机理。结果表明：摩擦系数随载荷和速度的增加而减小：磨损率随着载荷和速度的增加而增加，在改变速度与载荷的过程中，存在着摩擦磨损机制的转变，氧气气氛下，CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为氧化磨损、磨粒磨损；二氧化碳气氛下，CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损、粘着磨损。     

流变铸造不同铁含量过共晶Al-Si合金在干摩擦条件下的磨损行为（英文）

研究铁含量对流变铸造过共晶Al-17Si-2Cu-1Ni合金在干摩擦条件下磨损行为的影响。磨损测试是在销-盘式摩擦磨损试验机上进行的。结果表明,在同等载荷下,流变铸造合金试样比传统重力金属型铸造试样的磨损率小。细小颗粒状δ-Al_4(Fe,Mn)Si_2相和多边形状α-Al_(15)(Fe,Mn)_3Si_2相有助于提高流变铸造合金的耐磨性。随着细小富铁相体积分数的增加,流变铸造合金试样的磨损率减小。此外,随着载荷从50增大至200 N,流变铸造合金试样的磨损率增大。对于含3%Fe的流变铸造合金,在低载荷(50 N)时,磨损机制以氧化磨损为主;在高载荷时,磨损机制以氧化磨损和剥层磨损的联合作用为主。     

磷酸盐缓冲液中Ti6Al4V合金在不同法向载荷下的摩擦腐蚀行为（英文）

使用球对盘式摩擦计,在法向载荷为3～30N(对应最大赫兹接触压力为816～1758MPa)的条件下,研究Ti6Al4V合金在磷酸盐缓冲液中对磨氧化铝的摩擦腐蚀行为。纳米硬度测试结果表明,在纯磨损和摩擦腐蚀表面形成加工硬化层。在纯磨损过程中,当法向载荷从15N增加到30N时,表面硬度提高约100%;然而,当法向载荷为30N时,产生的磨屑越少,磨损率越低。在不同法向载荷下,腐蚀的存在使磨损率增加28%～245%。与静态相比,在摩擦腐蚀过程中,极化曲线获得的腐蚀电流密度增加3个数量级,且开路电位(OCP)向负电位方向偏移。由氧和磷化合物组成的摩擦膜不断形成和消除,使OCP曲线达到峰值,并使法向载荷高于3N时的摩擦因数波动减小。