25Cr3MoA钢高温离子注入和离子氮化复合表面处理研究

研究了25Cr3MoA钢离子氮化层经高温离子注入复合表面处理后的氮分布、组织和磨损性能。结果表明,与单一离子氮化处理或离子氮化和氮离子低温注入复合处理相比,复合处理时选择合适的高温注入温度,可获得耐磨性能更好的改性层。     

MoS_2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

为探讨MoS2固体润滑涂层在抗扭动微动磨损中应用的可行性,对MoS2涂层在扭动微动下摩擦力学性能进行有限元分析,研究扭转角位移幅值、法向载荷、摩擦因数等对MoS2涂层接触表面力学行为的影响,并与基体材料扭动微动力学行为进行比较。分析结果显示:MoS2涂层扭动微动运行区域的改变消除了混合区裂纹萌生与扩展所产生的损伤;MoS2涂层在部分滑移区和滑移区,其表面塑性应变虽比基体大,但明显较小的摩擦剪应力,在部分滑移区不足以启动MoS2涂层晶体的滑移,在滑移区对塑性流动层的剪切作用不够,因此MoS2涂层表面磨损较轻微,即MoS2能有效发挥抗扭动微动磨损作用。     

30CrNiMo8合金钢的弯曲微动疲劳特性

在不同弯曲载荷水平下,对30CrNiMo8合金钢进行了系统的弯曲微动疲劳试验,建立了其微动疲劳S-N曲线,讨论了其弯曲微动疲劳特性及相关规律。结果表明:30CrNiMo8钢弯曲微动疲劳的S-N曲线明显不同于常规疲劳的,呈现"C"曲线特征;随着弯曲载荷的增加,微动依次运行于部分滑移区、混合区和滑移区;在混合区,裂纹最易萌生且微动疲劳寿命最短;微动损伤区的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层;弯曲微动疲劳裂纹的扩展表现为三个不同的阶段,第一阶段裂纹斜向扩展,以接触应力控制为主,第二阶段裂纹转向,受接触应力和弯曲应力共同控制,第三阶段裂纹扩展方向变为垂直方向,以弯曲应力控制为主。     

钴铬钼合金在血清溶液和干态条件下的扭转复合微动磨损特性

以钴铬钼合金球头与钴铬钼平面试样作为摩擦副,分别在质量分数为25%的胎牛血清溶液和干态条件下进行了扭转复合微动磨损试验,探讨了该合金的微动磨损行为和损伤机理。结果表明:在血清溶液中摩擦副的界面比干态下的更易滑动;在部分滑移区,血清溶液和干态条件下的切向力与法向力比值都很小;在混合区,两种润滑条件下的接触界面均有明显的塑性变形;在滑移区,血清溶液的润滑作用显著,磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损,而干态条件下除此以外还存在剥层现象;两种润滑条件下的微动界面都发生了摩擦氧化。     

剪切激励下润滑脂对螺栓连接结构松动行为的影响研究

目的 为了提高螺栓连接结构的可靠性，分析剪切激励下螺栓连接结构松动失效机理，并研究润滑脂对螺栓连接松动行为的影响。方法 基于自主设计的试验装置，开展了剪切激励下螺栓连接结构的松动试验，分析了两种润滑脂(MoS2润滑脂和锂基润滑脂)对螺栓连接结构松动行为的影响，试验结束后使用扫描电子显微镜分析螺纹表面的损伤情况。结果 在相同预紧力条件下，使用润滑脂的螺栓连接结构初始预紧力矩可降低30%~40%。螺栓连接结构所承受的剪切载荷存在门槛值，即当剪切载荷低于门槛值时，连接结构不会完全松动。在螺栓前三圈接触螺纹表面添加润滑脂(局部润滑)，门槛值降低;在螺栓全部接触螺纹表面均添加润滑脂(完全润滑)，门槛值进一步降低。当承受载荷幅值低于门槛值时，局部润滑有利于防松，螺栓连接结构的松动程度可降低20%以上。结论 螺纹接触界面的微观滑移和微动磨损是螺栓连接结构松动的主要原因，在螺纹接触界面添加润滑脂可有效减缓螺纹表面的微动磨损。     

温度对镍和铜电接触微动性能的影响

选用两种典型的电接触材料(镍、紫铜)进行从室温到高温下(室温~300℃)以及10 N载荷的电接触微动试验,采用3D形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:温度对接触电阻的影响显著。在室温环境下,两种材料的接触电阻均处在一个稳定的值;随着温度的上升(室温~100℃),镍的接触电阻急剧上升,而铜的接触电阻相对稳定,随着温度上升至300℃,两种材料的接触电阻均发生剧烈变化。接触区域的氧化磨屑生成和堆积是导致接触电阻急剧上升的主要原因。     

AZ31B镁合金在不同温度下的微动磨损行为

采用球/平面接触方式在自制的试验设备上对AZ31B镁合金进行切向微动磨损试验,研究了AZ31B镁合金在20,100,200,300℃下的微动磨损行为,并分析了其磨损机制和摩擦氧化作用。结果表明:在不同试验温度下,镁合金的微动主要通过滑移来实现;随着试验温度的升高,上升阶段时的摩擦因数增大,摩擦因数到达峰值和稳定阶段所需的循环次数减小;随着试验温度的升高,AZ31B镁合金的磨损体积和摩擦副的总磨损体积均先减小后增大,200℃时,AZ31B镁合金的磨损体积最小;在微动磨损过程中,AZ31B镁合金磨痕表面的摩擦氧化起主导作用;当试验温度低于200℃时,AZ31B镁合金磨痕表面形成了铁的氧化物转移膜,磨损体积随试验温度的升高而减小,但在300℃时,铁的氧化物转移膜被破坏,磨损体积增大。     

热机械训练过程中Fe-Mn-Si系形状记忆合金的组织演变

采用金相、XRD、SEM和TEM等对Fe-Mn-Si系形状记忆合金在热机械训练过程中组织的演变进行研究。结果表明:热机械训练是应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变过程的重复。训练前的组织中几乎不存在马氏体,训练后合金中应力诱发的ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少。同时,晶体中的马氏体呈现ε马氏体区域择优取向,过多(5次以上)训练后,合金基体内部形成大量位错缠结。     

轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响

利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试样塑变层厚度和硬化率均随轴重增加而增大,且车轮试样硬化率大于钢轨。车轮试样和钢轨试样表面损伤形貌不同,车轮试样表面表现为垂直于滚动方向的疲劳裂纹,钢轨试样表面表现为裂纹和块状剥落,轮轨试样表面损伤均随轴重增加而更加严重;车轮试样表面裂纹疲劳断裂和钢轨试样表面块状剥落形成磨屑,成分主要为Fe2O3和马氏体,随轴重增加,磨屑尺寸呈现增大趋势,但成分与含量无明显变化。     

690合金在去离子水和干态下的微幅冲击磨损行为研究

在小载荷冲击实验台上,通过改造夹具,实现了管/平面接触方式,以模拟蒸汽发生器中传热管与抗震条发生的微幅冲击磨损。以690合金传热管和405不锈钢为试验材料,在不同的冲击载荷和润滑条件(干态与去离子水中)下进行了微幅冲击磨损试验,通过分析磨痕面积、微观形貌、断口形貌和磨损区硬度等,探讨了690合金受微幅冲击磨损和失效机理。研究结果表明:在干态环境下,小载荷时690合金的磨损机制主要为氧化和剥落。随着载荷的增大,其损伤机制为氧化磨损和疲劳磨损;在去离子水环境条件下,小载荷时,损伤轻微;随着载荷的增大,其损伤机制为疲劳磨损。水介质显著的延缓了材料的开裂时间。