氩弧熔敷原位自生TiCp/Ni60A复合材料组织和耐磨性

利用氩弧熔敷技术在16Mn钢表面原位合成TiC增强Ni基复合材料耐磨涂层.采用XRD、SEM等手段分析涂层的组织,测试涂层的室温干滑动磨损性能.结果表明:其室温干滑动磨损机制为显微切削磨损,熔敷层与基体呈冶金结合,TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中.涂层有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性.     

铬电极电火花熔涂层的干摩擦滑动磨损特性

用环块磨损试验机对铬电极电火花放电熔涂层的干摩擦滑动磨损特性进行了研究。结果表明,轻载低速条件下,熔涂层的干摩擦滑动磨损机制以氧化磨损为主,与淬火低温回火态45钢相比,熔涂层的耐磨性是45钢的2～4倍;重载高速条件下,熔涂层的干摩擦滑动磨损机制比较复杂,存在磨料磨损,粘着磨损,剥层磨损等多种机制,熔涂层的耐磨性是45钢的15倍以上。     

TC4合金表面氩弧熔覆TiCp/Ti基复合涂层组织及耐磨性

利用氩弧熔覆技术在TC4合金表面制备出TiC增强的Ti基复合涂层。利用SEM、XRD和EDS分析了熔覆涂层的显微组织;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度;利用摩擦磨损试验机测试了涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,涂层中有大量的TiC树枝晶和条块状TiC颗粒;复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,HV平均硬度可达9GPa;复合涂层室温干滑动磨损机制为磨粒磨损和轻微粘着磨损。     

激光熔覆WC颗粒增强复合涂层的组织及耐磨性

为了提高TA15钛合金的耐磨性,在TA15钛合金表面利用激光熔覆预置的大粒度WC颗粒与TA15混合粉末层制备WC颗粒增强耐磨复合涂层。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析涂层的显微组织,采用X射线衍射(XRD)结合能谱(EDS)对涂层进行物相鉴定,测试涂层在二体磨料磨损及室温干滑动磨损条件下的耐磨损性能并分析磨损机理。结果表明:增强相WC颗粒在涂层中较均匀分布,初生(TiW)C/TiC相和(TiW)C+(Ti,W)共晶组织组成增强相的基体,涂层在二体磨料磨损及干滑动磨损条件下表现出优异的耐磨性能,较钛合金基材耐磨性能提高几十至上百倍;WC颗粒与基体中韧性的高硬相及优异的抗粘着性能对涂层耐磨性起主导作用。     

Fe杂质对Al-15Mg_2Si复合材料摩擦性能的影响（英文）

研究了Fe杂质(0.2%~2%,质量分数)对Al-15Mg_2Si复合材料的显微组织、干滑动磨损和摩擦性能的影响。摩擦实验采用销盘式试验机,压力分别为0.25、0.5和1 MPa,固定滑动速度为0.13 m/s。结果显示,Fe使初始Mg_2Si颗粒从不规则枝晶状转变为多面体形状的较小颗粒,细化伪共晶结构,并导致基体中形成硬质相β-Al_5Fe Si片晶。尽管这些显微组织的变化提高了复合材料的硬度,但其抗干滑动磨损的能力却受到了损害。磨损表面、磨屑和下表层的SEM结果证实了β相对摩擦学性能的不利影响。β相颗粒较易断裂,从而降低基体抗滑动应力的能力,造成摩擦层的不稳定,使其易剥离,形成大的剥落碎片。摩擦实验结果还表明,Fe降低材料的平均摩擦因数,但增加摩擦因素的波动。     

高硅铝合金及其原位复合材料干滑动磨损性能与机制

采用熔体反应法制备了(Al2O3 Al3Zr)p/Al-22%Si原位复合材料。探讨了高硅铝合金及其原位复合材料的干滑动磨损行为,并对其磨损表面和亚表面形貌进行了观察和分析。试验结果表明:复合材料的磨损量显著低于同条件下高硅铝合金的磨损量,且随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损量减小。磨损表面亚表面的SEM观察分析表明:高硅铝合金磨损表面存在与亚表面相连的撕裂纹和宽大的犁沟,其磨损机制为粘着磨损加磨粒磨损的混合型磨损;复合材料的磨损表面亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损。     

AA6061/ZrB_2原位复合材料的干滑动磨损行为(英文)

通过往铝熔体中添加K2ZrF6和KBF4制备AA6061/ZrB2原位复合材料,并对该复合材料的干滑动磨损形为进行研究。构建了一数学模型来预测该复合材料的磨损速率。采用4因素5水平的中心复合旋转设计方法来减少实验工作量。考察滑动速度、滑动距离、载荷和ZrB2质量分数这4个因素对制备的复合材料的磨损速率的影响,通过观察磨损表面形貌分析这些因素的影响。结果表明,原位生成的ZrB2颗粒改善了复合材料的磨损性能。该复合材料的磨损速率随着滑动速度、滑动距离和载荷的增加而增加。     

钛合金表面激光熔覆TiB2-TiC/Ni复合涂层的真空摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备以反应合成TiB2和TiC颗粒为增强相的Ni基复合涂层,利用УТИТВ-100型销-盘摩擦磨损试验机研究了激光熔覆层在真空(10-5Pa)中的干滑动摩擦磨损性能,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了摩擦偶件的磨损表面形貌,讨论了激光熔覆层的磨损机制。结果表明,激光熔覆层的摩擦系数在0.25～0.5之间,明显低于TC4合金的摩擦系数(0.45～0.8),磨损体积约为TC4合金的40%。随法向载荷和滑动速度的增加,激光熔覆层的磨损体积增加,激光熔覆层的磨损机制主要为粘着磨损和粘附转移物引起的磨粒磨损。     

宽带激光熔覆Ni60B＋WC复合涂层的组织及性能

采用自重送粉法在45钢表面宽带激光熔覆Ni60B＋30volB 30vo1%WC复合涂,并进行现代显微分析。研究的结果表明,涂层熔覆区凝固组织主要组成相为WC,W2C,γ－Ni,M23C6及M7C3,但随层深发生明显变化,扫描速度对涂层溶覆区表面组织形貌有很大影响;在干滑动磨损条件下,涂层的主要磨损机制为WC颗粒剥落磨损及磨粒磨损。     

铸造烧结Fe—TiC表面复合材料的制备及其耐磨性原因

运用铸造烧结技术，在铸铁件表面合成了厚度为3～4mm的Fe-TiC表面复合材料，该表面复合材料中同时含有铬的碳化物和大量的TiC颗粒，表面复合材料的硬度由表及里逐步降低，在重载干滑动磨损条件下，表面复合材料显示了良好的耐磨性。     

添加纳米氧化物颗粒对TC4合金磨损行为的影响

采用摩擦磨损试验机对TC4合金/GCr15钢进行滑动磨损试验,在摩擦界面人工添加纳米氧化物颗粒研究了氧化物种类和颗粒尺寸对TC4合金磨损行为的影响;采用XRD、SEM、EDS等方法表征了TC4合金的磨损特征并探讨了磨损机制。结果表明:氧化物颗粒的种类和尺寸对于TC4合金的磨损行为具有显著影响。TiO_2颗粒急剧促进TC4合金磨损,而Fe_2O_3显著降低磨损;Fe_2O_3粒径越小,TC4合金的磨损失重越小且几乎不随载荷变化而波动。摩擦界面添加TiO_2时,磨损机制与未添加氧化物颗粒的相似,以磨粒磨损和粘着磨损等严重磨损机制为主;当添加Fe_2O_3时,磨损机制由严重向轻微磨损转变。     

反应热压制备不同SiO_2/C/Al摩尔比原位自生铝基复合材料的耐磨性能（英文）

反应热压法制备不同SiO_2/C/Al摩尔比的原位自生铝基复合材料。采用销-盘式摩擦试验机对这些复合材料进行干滑动摩擦试验。利用扫描电镜和能谱分析研究复合材料表面成分和形貌。结果表明,当SiO_2/C/Al摩尔比为3:6:9时,原位生成更多Al_2O_3、SiC和Si颗粒,在Al-SiO_2-C体系中Al_4C_3相被彻底抑制,因此复合材料的耐磨性能大幅度提高。当滑动速度从0.4 m/s增加到1.6 m/s时,磨损量逐渐减小。当摩擦载荷增加时,磨损量也增加。观察到的犁沟、磨损坑和细微纹沟说明磨料磨损是主要的磨损机制。然而,当采用更高的滑动速度时,只有氧化磨损机制控制复合材料的磨损行为。     

应用模压铸造法制造的Al2O3f/SiCp混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损行为（英文）

研究了通过模压铸造方法制造的氧化铝纤维与碳化硅颗粒混合增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能。分别在室温、110℃,以及150℃条件下,进行了恒速0.36m/s(570r/min)的销盘式摩擦磨损实验。采用扫描电子显微镜观察干磨损表面特征,采用Arrhenius作图法研究相对磨损率,以便于进一步研究磨损机制。此外,讨论了纤维的方向性和纤维与颗粒的混合比作用。     

铸钢表面钒铬铸渗层组织及干滑动磨损性能研究

采用消失模铸渗工艺在ZG310-570表面制备了钒铬表面复合层,并考察了其显微组织、显微硬度以及干滑动磨损性能。结果表明,钒碳化物为球状和条状,铬碳化物为块状和板条状。铸渗复合层的硬度沿渗层表面到基体方向先增加后降低,在距表面1.5-2.0 mm处达到最大值。在30-90 kg载荷下,复合材料的磨损失重随着载荷的增加而增加,含V-Fe15%、Cr-Fe60%的渗剂做成的块试样耐磨性最好。复合层的磨损机制主要为磨粒磨损,ZG310-570的磨损机制为塑性变形和剥落。     

不同热处理下滑动速度对SiCp/Al复合材料摩擦学性能影响研究

SiCp/Al复合材料非匀质性微观结构使其摩损机制较传统匀质材料更为复杂,不同工况及热处理工艺下复合材料的摩擦学性能也存在差异。以SiCp/2024Al复合材料为研究对象,进行球-面接触干滑动摩擦磨损实验,探究它在不同热处理状态及滑动速率下的摩擦磨损性能及磨损机制。结果表明:热处理对复合材料力学性能和摩擦学性能有显著影响,固溶+人工时效态复合材料具有更高的强度、硬度及耐磨性;滑动速度影响复合材料的表面接触性质及磨损程度,摩擦因数和磨损量随滑动速度提高逐渐增大;随滑动速度增加,复合材料主要磨损机制由剥层磨损向磨粒磨损转变,而磨损机制的转变明显加快了复合材料的磨损,在实际应用中应尽量避免此现象发生。     

搅拌速度对搅拌摩擦工艺制备的Cu/B4C表面复合材料显微组织和滑动磨损行为的影响（英文）

采用搅拌摩擦工艺合成Cu/B4C表面复合材料,并分析搅拌速度对该复合材料显微组织和滑动磨损行为的影响。搅拌速度以200 r/min从800变化至1200 r/min,横向速度、轴向力、沟槽宽度及搅拌头外形保持不变。采用光学和扫描电子显微镜对所制备表面复合材料的显微组织进行观察。采用销盘滑动磨损试验装置研究该表面复合材料的滑动磨损性能。结果表明:搅拌速度对表面材料的面积和B4C颗粒的分布具有显著影响。在较高的搅拌速度下此复合材料中B4C颗粒分布均匀;而在低搅拌速度下B4C颗粒分布均匀性较差。此外,本文报道搅拌速度对复合材料的颗粒尺寸、硬度、磨损率、磨损表面和磨屑的影响。     

感应电渣熔铸WC颗粒增强钢基复合材料的力学性能研究

采用电渣熔铸技术,制备了以5Cr Ni Mo模具钢为基体,WC颗粒为硬质相的钢基复合材料。利用扫描电子显微镜、冲击试验机、摩擦磨损试验机等研究了复合材料的冲击韧度、断口形貌、摩擦系数、磨损量和磨损机制。结果表明,复合材料冲击韧度值较小,断裂方式均是脆性断裂。顶部和中部试样分布着沿晶或穿晶二次裂纹,为解理断裂。尾部试样部分区域具有一些韧性特征,断口为细韧窝和部分沿晶断口。热处理后试样的耐磨性得到很大提高,在干滑动磨损条件下,试样的磨损机制主要是粘着磨损引起的表面剥落及磨屑充当第三体引起的磨粒磨损。     

搅拌速度对搅拌摩擦工艺制备的Cu/B_4C表面复合材料显微组织和滑动磨损行为的影响(英文)

采用搅拌摩擦工艺合成Cu/B4C表面复合材料,并分析搅拌速度对该复合材料显微组织和滑动磨损行为的影响。搅拌速度以200 r/min从800变化至1200 r/min,横向速度、轴向力、沟槽宽度及搅拌头外形保持不变。采用光学和扫描电子显微镜对所制备表面复合材料的显微组织进行观察。采用销盘滑动磨损试验装置研究该表面复合材料的滑动磨损性能。结果表明:搅拌速度对表面材料的面积和B4C颗粒的分布具有显著影响。在较高的搅拌速度下此复合材料中B4C颗粒分布均匀;而在低搅拌速度下B4C颗粒分布均匀性较差。此外,本文报道搅拌速度对复合材料的颗粒尺寸、硬度、磨损率、磨损表面和磨屑的影响。     

激光熔覆TiC增强FeAl金属间化合物基复合材料涂层磨损性研究

利用激光熔覆技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制得了以TiC为增强相、以FeAl 金属间化合物为基体的耐磨复合材料涂层，研究了激光熔覆。FiC／FeAl复合材料涂层在干滑动磨损条件下的耐磨性能及磨损机制。结果表明：随着载荷和滑动速率的增加，TiC／FeAl金属间化合物基复合材料涂层的磨损速率增加，其磨损机制随着载荷的增加逐渐由磨料磨损向粘着磨损转变；激光熔覆层中TiC体积分数的增加，一方面提高了涂层的磨料磨损抗力，另一方面降低了熔覆层表面与对磨材料之间的粘着倾向，提高了TiC／FeAl涂层的滑动磨损性能。激光熔覆TiC/FeAl金属间化合物基复合材料涂层具有优异的耐磨性能并随TiC体积分数的增加而提高。     

作为可生物降解植入体替代材料的热轧AZ31B镁合金的磨损行为（英文）

植入体材料的表面完整性和摩擦学行为对其在人体内的性能有着至关重要的影响。热轧AZ31B镁合金是一种可生物降解的优良植入体材料,本文对其摩擦磨损行为进行研究。在干滑动条件下,采用热处理高碳钢盘作为对偶材料,固定滑动距离为5000 m,测量滑动速率分别为0.25、0.5、1和2 m/s以及载荷分别为10、20、40和80 N的材料磨损率。采用SEM/EDS表征材料的微观磨损表面,并绘制材料的磨损机制图。根据实验结果,在载荷20 N和滑动速率0.25 m/s时发生磨粒磨损,而在载荷80 N和滑动速率2 m时熔化磨损占主导地位。结果表明,在高载荷和高滑动速率情况下,超严重的塑性变形是主要的磨损机制。因此,热轧AZ31B镁合金由于具有细小的显微组织和高的硬度而表现出良好的耐磨性。