环境温度对AZ91D和AM60B镁合金磨损行为影响研究

研究AZ91D和AM60B两种镁合金在不同环境温度下的磨损行为。结果表明，两种镁合金在不同的环境温度下随着载荷的增大，磨损率的变化规律相似，都出现从轻微磨损到严重磨损的磨损转变，且临界转变载荷随着环境温度的升高而提前。在200℃低载荷时，出现超低磨损率的现象，归因于厚的机械混合层的形成。足够的基体强度能有效的发挥机械混合层的作用，但是摩擦热和高温会使基体软化，且变形过程中β相会被打碎形成细小的颗粒，使基体强度降低。低温下，严重磨损是机械混合层和基体共同剥落的结果，高温时是磨损表面严重塑性变形和塑性屈服。     

SiC_p／Cu复合材料的高温磨损行为

研究了SiC颗粒增强铜基复合材料的高温摩擦磨损行为。结果表明,复合材料的磨损量变化受环境温度的影响。当 不超过300℃时,随着温度增加,复合材料的磨损率反而降低。高温磨损过程中,在两接触面间的区域通过机械混合→研 磨→铜基体压入→热压的机制,而在复合材料磨损表面形成一个致密且连续分布的釉质层,对复合材料起到保护作用。当 温度高于临界值时,由于亚表层Cu基体塑性变形量增加,导致釉质层脱落,而发生严重的粘着磨损,使得复合材料的磨损 率显著增加。     

试验载荷对钢结硬质合金/中铬钢复合材料磨损率的影响

为解决严酷工况下的磨损问题,利用磨料磨损试验机研究钢结硬质合金/中铬钢复合材料在不同试验载荷下的磨损行为,并与基体材料进行对比。结果表明:随着载荷的增加,磨料对复合材料的犁削和碾压程度增强,更多磨料趋向于滑动犁削,致使复合材料的体积磨损率随着试验载荷的增大而增加;复合材料的磨损率小于中铬钢的磨损率,热处理后复合材料的磨损率进一步减小;在磨损过程中,增强区域对基体区域的保护作用和基体区域对增强区域的支撑作用相互配合,使复合材料具有较小的磨损率;磨损机理主要是磨料对复合材料的微观切削和反复碾压导致的塑变疲劳断裂。     

氧化锆增韧莫来石复相陶瓷高温摩擦学行为与机制

为将工程陶瓷材料更好地应用于高温摩擦构件中，研究了氧化锆增韧莫来石复相陶瓷(ZTM)与氧化钇稳定氧化锆陶瓷(TZP)对摩的高温摩擦学行为与机耕。研究结果表明：ZTM的磨损率随着温度的升高而降低，且当温度高于400℃后，由于其摩擦表面生成了转移膜，出现了“负磨损”现象。ZTM摩擦表面转移膜生成的实质是偶件TZP中的Zr原子向ZTM表面扩散所致。ZTM的磨损机制表现为室温下以微观断裂为主，逐渐转变为高温下的粘着磨损机制。对摩偶件TZP的磨损率随温度的升高而迅速增太，且当温度升至400℃后，则出现了严重的磨损。随着温度由25℃至600℃变化，TZP的磨损机制由微观切削为主并伴有一定的多次塑变磨损，逐渐转变为微观脆性断裂磨损。     

基于正交试验法的超音速等离子喷涂钼涂层组织及性能研究

为了探索电磁轨道炮轨道材料45CrNiMoVA钢表面耐磨强化的可能,运用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了钼涂层,结合正交试验法对喷涂参数进行了优化,研究了喷涂参数对涂层性能的影响规律、综合性能最佳时涂层的组织和性能。结果表明：喷涂电压115 V、喷涂电流380 A、氩气流量130 L/min、喷涂距离100 mm时涂层具有最佳综合性能,其导电率为6.01% IACS,表观孔隙率低至0.12%,显微硬度及内聚强度分别高达482.3HV_0.1和52.1 MPa;涂层在轻载荷低频率（5 N、5 Hz）下的磨损率略低于基体,但在重载荷高频率（20 N、20 Hz）下的磨损率仅为基体50%左右,表现出良好的耐磨性能,其磨损机理均为粘着磨损和氧化磨损。     

25Cr2Mo2V基表面硬化层摩擦磨损性能的研究

研究了25Cr2Mo2V基表面时效高速钢时效后表面硬化层的相组成及硬化层的摩擦磨损性能。X-射线衍射分析结果,表层为低碳马氏体基体及其上分布的析出相,这些析出相有金属间化合物,也有碳化物,表明25Cr2Mo2V基表面时效高速钢的强化是金属间化合物和碳化物的混合强化。磨损试验结果表明,表面时效硬化高速钢在不同载荷下,磨损量随载荷的加大而增大。进入稳定磨损期在75ON载荷下的磨损率为0.000 3g／km,1 25ON下磨损率也仅为0.000 4g／km,M2高速钢在75ON载荷下在相同的磨损条件下的磨损量为0.006 12g／km。表面时效硬化高速钢与GCr15配副在润滑条件下的摩擦因数介于0.01至0.025之间。磨损形貌观察显示,磨痕随载荷增大而加深,但在所有载荷情况下产生的犁沟都非常浅,且没有撕裂和疲劳裂纹。     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。     

粒度对SiCp/Al复合材料组织及耐磨性的影响

采用半固态机械搅拌法制备不同粒度的SiC颗粒增强铝基复合材料,研究SiC粒度对复合材料的微观组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,粒度为100μm时,复合材料中SiC颗粒分布均匀,没有明显的团聚现象,布氏硬度值最大,相对磨损率最小。其磨损机理是较软的铝基体对SiC颗粒起很好的支撑效果,使镶嵌在合金基体中耐磨的SiC颗粒对合金基体起到保护作用,减少粘着磨损的发生。     

CNTs含量对Al-Zn-Mg-Cu合金的干滑动摩擦磨损的影响

通过液压和热挤压制备CNTs-Al中间纳米材料,用超声振动把中间纳米材料加入熔融铝合金铸造CNTs/Al-Zn-Mg-Cu铝基复合材料.对CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料进行摩擦磨损测试,研究CNTs含量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金摩擦磨损性能的影响,探究其与合金显微组织和维氏硬度的关系.结果表明:CNTs的加入明显细化Al-Zn-Mg-Cu合金基体中的α-Al晶粒,显著提高合金的维氏硬度,体积分数为12％的CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料组织和性能最佳.在载荷为30 N时,随CNTs含量增加,CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料的磨损率和摩擦因数先降低再略微升高,与基体材料相比,体积分数为12％的CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料磨损率降低了44.5％,主要磨损机制由基体材料的剥层磨损转变为复合材料的磨粒磨损.     

PTFE/Si3N4配副摩擦磨损试验研究与机理分析

为探究干摩擦下聚四氟乙烯（PTFE）对氮化硅（Si3N4）陶瓷材料的减摩润滑效果，用销块式高温摩擦磨损试验机进行不同温度和载荷下的滑动摩擦磨损试验，通过扫描电镜观察对偶件表面形貌，分析其磨损机制和润滑机理。结果表明：随温度的增加，摩擦因数和磨损率均先降后升；随载荷的增加，摩擦因数先降后升，磨损率逐渐升高。PTFE的磨损类型为黏着磨损，在摩擦过程中在对偶件表面生成不同形态的PTFE转移膜，在室温（25℃）下，转移膜以片状形式存在，随温度和载荷的增加，转移膜以细丝状形式存在，适当提高温度和载荷有利于生成表面完整和润滑性较好的转移膜，但温度和载荷过高会引起转移膜断裂和灼烧。因此，合理控制温度和载荷参数，可使PTFE减摩润滑效果最佳，为其在全陶瓷轴承中润滑提供指导依据。     

弹丸膛内运动过程中弹带塑性变形的宏观与微观机理研究

弹丸膛内运动过程中,弹带承受高强度冲击载荷与高速摩擦,其高温条件下瞬态塑性变形的微观机理十分复杂。根据膛内载荷特征,基于金属材料学进行弹带塑性变形的微观机理研究,通过分析弹丸发射后的弹带硬度分布及组织演变规律,探索其宏观形变的细观与微观本质。研究表明,弹带挤进后具有明显的层状特征,硬度最高的表层纤维组织因剧烈摩擦而迅速升温并导致局部再结晶,弹带内部区域未发生大尺度形变,摩擦产生的表面金属熔化膜是抑制塑性变形向内层延伸的重要因素之一。     

NAK80塑料模具钢本构关系的试验研究

利用电子材料拉伸试验机、热模拟试验机和分离式Hopkinson压杆系统对NAK80塑料模具钢在较宽温度范围(25~600℃)和不同应变率(700~5 000 s-1)条件下的力学特性开展了系列的试验研究。结果表明:室温下,NAK80塑料模具钢流变行为对应变率不敏感;相同应变率下(10-2s-1),其屈服强度和流变应力随温度升高而下降,且高温下热软化效应明显,导致屈服后应变增加而应力下降。以试验数据为基础,拟合了Johnson-Cook模型,利用该模型对不同温度和不同应变率下NAK80塑料模具钢的流变应力进行预测,与试验数据对比表明,拟合的Johnson-Cook模型能够较好的描述NAK80塑料模具钢的流变行为。     

高温引起的弹头壳铜被甲材料性能变化对弹头膛内运动影响

为了研究高温下铜被甲弹头在膛内运动状况,通过高温拉伸试验得到枪管材料和弹头壳铜被甲材料的力学性能参数,建立了铜被甲弹头在全枪管中的挤进运动有限元模型。该模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲以及铜被甲材料在不同温度时的力学性能。通过数值模拟研究了弹头挤进过程以及弹头在膛内运动姿态,分析了铜被甲弹头在不同温度下的挤进阻力、材料流动及变形。计算结果表明,温度越高,弹头在膛内变形越大,前进阻力也越大,弹头头部铜被甲弯曲程度越厉害;对弹头运动姿态进行分析后发现,温度越高,弹头在膛内摆动角越大,说明了热枪状态下铜被甲弹头的射击精度会下降,射弹散布变大。     

镁合金温变形后的组织与性能

研究了镁合金(Mg-3Al-lZn)铸棒在不同变形温度和变形程度下的组织演变过程和再结晶行为,并对不同变形条件下试样进行拉伸试验。结果表明:通过挤压变形及动态再结晶,可以显著的细化镁合金的晶粒,其晶粒尺寸可由铸态的约100μm减少到5μm;随变形温度的升高,合金的抗拉强度下降,到一定温度后,趋于稳定;在相同的变形程度下,随着变形温度的升高,晶粒有长大的趋势。     

粉末冶金制备镁基复合材料的变形组织及性能

采用粉末冶金法制备了钛合金颗粒增强镁基复合材料,经过不同挤压比的热挤压变形后,对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明:复合材料的基体晶粒明显小于未增强的镁合金;增强体分布均匀,与基体结合良好,且无界面反应发生;随挤压比的增大,基体晶粒更加细小,复合材料的组织均匀性亦得到提高;超大挤压变形使原镁粉表面的氧化膜得到有效的破碎和分散,从而具有一定的氧化物弥散强化(ODS)作用,进一步提高了复合材料的力学性能。     

单颗立方氮化硼磨粒切削特性及工件材料变形行为的微观力学分析

为了解决有限元法模拟切屑分离时的网格束缚问题,采用有限元法和光滑粒子流体动力学（SPH）法的耦合方法进行了单颗立方氮化硼（CBN）磨粒切削过程的微观力学仿真。通过CBN磨粒与工件材料的应力变化与分布情况以及切削层SPH粒子的运动情况,从微观角度分析了单颗CBN磨粒的切削成屑机理,并分析了CBN磨粒的几何特征对工件材料切削变形的影响;采用陶瓷CBN砂轮贴片样块进行了磨粒划擦实验,结果表明：磨粒的推挤使工件材料发生塑性变形,沿磨粒的前方及两侧隆起,并最终于磨粒的前方流出而形成磨屑;磨刃前角增大,剪切角随之增大,导致磨粒的耕犁作用减弱而切削作用增强。磨粒刃边强度低、接触应力大,磨损速率较快,易于发生磨耗及微破碎磨损而使磨粒钝化。     

硬质合金刀具铣削高强度钢的磨损机理研究

某牌号高强度钢是一种难加工材料。选用添加钽、铌的硬质合金铣刀对该材料进行了端面铣削试验,给出了不同铣削用量下,刀具的磨损耐用度和前刀面上铣削温度的分布范围。在此基础上,利用扫描电子显微镜研究了刀具的磨损特征和机理。研究结果表明：后刀面粘结层的撕裂加剧了硬质相的扩散磨损;受铣削温度分布的影响,前刀面磨损形态表现为较宽的月牙洼;沿切屑流出方向,月牙洼的深度与氧化及扩散磨损的程度相应增加。     

高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究

以Mg-Al-Zn系中价格较低廉但强度较高的AZ80合金为研究对象,选用3种不同热加工状态的AZ80合金作为靶板材料,进行高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究。结果表明,AZ80合金靶材上的弹坑深度大小依次为铸态、均匀化、变形+热处理态。AZ80合金靶材上弹坑根部均产生了塑性形变带,形变带宽度由大到小顺序为热压缩+T6态、均匀化、铸态。硬度测量表明,形变带部位硬度升高。AZ80合金靶材的抗弹性能强弱顺序是:变形+热处理态、均匀化、铸态。