317L/FH40复合板在不同温度下摩擦-腐蚀耦合作用机理研究

针对在极地环境使用的特殊海水-海冰摩擦-腐蚀耦合作用环境,使用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机分别测试了新型FH40级低温钢板、抗海水腐蚀性能优异的317L不锈钢以及两种钢板焊接部位在不同条件下的往复摩擦-腐蚀耦合行为;使用金相显微镜、白光干涉仪以及扫描电子显微镜表征了钢样的显微组织形貌和磨痕形貌。结果表明：随着环境温度从20℃降低到-20℃,FH40钢及焊缝处的摩擦系数和磨损量都明显增加,而317L不锈钢变化不大;值得关注的是,在海水环境中进行摩擦测试时,可见317L不锈钢的整体损失量远远低于FH40钢及焊缝处的,证明317L不锈钢可应用于极地破冰船船体外表面。另外,使用电化学阻抗、极化技术测试了钢材耐蚀性能,以期确定低温环境对复合钢板耐蚀性的影响。结果证明复合板焊缝处在常温及低温条件下,腐蚀速率皆低于FH40低温钢,两种钢板复合仍保持良好耐蚀性。     

添加Mo对TiC金属陶瓷涂层组织和磨损性能的影响

采用Praxair 3710型等离子喷涂成套设备,在Q235钢表面制备了两种TiC金属陶瓷涂层TiC-NiCr涂层和TiC-NiCrMo涂层.通过X射线衍射、扫描电镜、电子探针等手段分析了两种涂层的相组成和涂层表面、截面组织结构及元素分布,并进行了磨损试验对比.结果显示,两种涂层均比较致密,与基体结合良好,孔隙率较低,但喷涂过程中均存在氧化现象.由于Mo的加入,在TiC-NiCrMo涂层中出现MoO2和Mo2C,在TiC颗粒周围还形成了(Ti,Mo)C固溶体包覆结构,增强了涂层内部结合强度;干摩擦条件下,TiC-NiCrMo涂层耐滑动磨损性能优于TiC-NiCr涂层.     

基于磁性Fe–MOF掺杂纳米银环保复合防污剂的制备及其性能

目的 研发新型环保防污涂料,在保证海洋防污效果的基础上,尽量减少海洋防污剂的使用量和避免因表面涂层脱落而带来的重金属污染等问题。方法 成功制备了2种基于金属有机框架材料（MOF）掺杂纳米银的复合防污剂[Ag/PDA–Fe–MOF（700℃）、Fe₃O₄@Fe–MOF@Ag]。采用水热法制备的Fe–MOF呈正八面体形态,尺寸均匀,约为2～3μm。经过700℃真空退火处理后整体尺寸缩小,达到纳米级别,约为100～200 nm,通过分析X射线衍射图谱证明无磁MOF经过退火后转变为强磁性的Fe₃O₄。另外,采用共沉淀法和水热法合成的Fe₃O₄@Fe–MOF也呈正八面体结构,尺寸差别较大,较大的颗粒长度为5～6μm,较小的颗粒粒径仅为400nm左右。后续通过聚多巴胺和还原法成功在2种颗粒表面组装纳米Ag颗粒,质量分数约为0.66%。结果 抑菌圈结果显示,Ag/PDA–Fe–MOF（700℃）对Bacillus subtilis的生长仅有轻微抑制作用;而Fe_...     

深冷处理对EH40极寒环境船用钢板的海水腐蚀性能影响

采用模拟浸泡实验技术,结合腐蚀形貌分析以及动电位极化和电化学阻抗技术研究了深冷处理对EH40极寒环境船用钢板在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的海水腐蚀行为。结果表明:未经深冷处理的极寒环境船用钢板表面发生均匀腐蚀,在样品表面有均匀致密的腐蚀层产生;而经过-80℃深冷处理的钢板试样表面发生点蚀现象,其腐蚀失重增加,腐蚀速率由1.15 mm/a升至1.33 mm/a,增幅约为15.6%,同时腐蚀电流密度由1.244μA·cm^-2升至3.643μA·cm^-2,电化学阻抗值减小,耐蚀性降低;两者的腐蚀产物以α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH为主。较低的环境温度对于极寒环境船用钢板的耐腐蚀性能有一定的影响。     

10CrMn2NiSiCuAl船用钢板在3.5% NaCl溶液中的腐蚀性能

为了评测新型极地破冰船用钢板10CrMn2NiSiCuAl在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用失重法、电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段,分析了10CrMn2NiSiCuAl船用钢板在模拟海水中的腐蚀特征和表面形貌。结果表明:10CrMn2NiSiCuAl船用钢板腐蚀产物以Fe_3O_4、γ-FeOOH、β-FeOOH为主,腐蚀行为受到金属组织中的珠光体和铁素体的分布及组织中杂质的影响,腐蚀速率随着浸泡时间的增加逐渐降低,表面的腐蚀产物对于腐蚀行为有一定的抑制作用。     

一种船用低温钢板在干态室温下的往复摩擦特性研究

目的研究新型船用低温钢板的摩擦磨损性能。方法采用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,测试了船用低温钢板在室温干态环境、不同载荷(10、20、30 N)、不同频率(2、5 Hz)下的往复摩擦试验行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析了船用低温钢板的磨痕表面形貌,用光学轮廓仪分析了磨损表面轮廓,用EDS对试样磨损表面进行了成分分析。结果随着试验法向载荷从10 N增加到30 N时,船用低温钢板的摩擦系数从0.51逐渐增加到0.63,磨损率先增加后降低,再逐渐增加。在相同载荷下,摩擦系数随着往复频率的提高而降低。载荷为30 N时,往复频率为5 Hz,摩擦2 h后,磨损断面轮廓宽度和深度分别为750μm和3871 nm。接触面从磨粒磨损转向疲劳磨损,接触面出现氧化层、表面硬化层和转移层。结论载荷较低时,船用低温钢磨损主要为氧化磨损和疲劳磨损;载荷增大时,接触面磨损出现疲劳磨损。同等载荷下,摩擦系数会随着移动速度的提高有所下降,接触面在摩擦热作用下形成的金属膜有助于降低表面粗糙度,减小摩擦系数。     

极地船舶新型低温钢板的干摩擦性能

为了探讨极地船舶新型钢板(LTSM)的实用性,采用UMT-3 Tribolab多功能摩擦磨损试验机测试了其摩擦性能,研究了不同载荷下的磨损行为及其磨损机制,并与现役的DH_32型低温高强钢板进行了对比。结果表明:随着载荷的增加,2种钢板的摩擦系数都有所降低,LTSM的磨损率较DH_32的低,磨损后的接触表面硬度比磨损前有增加;当载荷从10 N升高到30 N时,LTSM的磨损机理由黏着磨损转化为磨粒磨损和疲劳磨损,在磨损过程中会发生氧化磨损;磨损过程中氧化层、转移层和磨屑都会对摩擦系数产生影响。     

不同喷枪配置制备TiC/NiCrMo涂层组织结构及性能

采用SG-100型等离子喷涂喷枪,使用亚音速(Subsonic)和马赫一(Mach I)两种不同喷枪配置,在Q235钢表面制备了TiC/NicrMo涂层.用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分别对这两种涂层表面、截面形貌、相成分以及元素分布进行了分析.同时对两种涂层孔隙率、显微硬度及耐磨损性能进行了对比.结果表明,Mach I喷枪制备的涂层比Subsonic喷枪制备的涂层致密,孔隙率较小,涂层与基体结合良好,滑动磨损性能优于Subsonic涂层,显微硬度略高于Subsonic涂层;Subsonic喷枪制备的涂层与基体结合界面有分离现象出现,涂层中有较大空隙存在.两种涂层中TiC均发生氧化,生成TiO2;TiC与Mo也发生反应生成Mo2C.     

转动C形腿与沙土作用建模及力学参数辨识

机器人足端与沙土相互作用力学模型的建立和参数辨识，是沙土表面步行移动机器人多模态感知和决策的重要约束条件和物理信息。C形腿构型在沙土表面具有高通过性和适应性，基于地面动力学中的抵抗力学理论，充分考虑C形腿在摆动步态条件下位姿和速度矢量对足地相互作用动态力学的影响，进而建立C形腿与沙土的相互作用力学模型。然后，通过三组宽度条件的C形腿与沙土表面的转动接触力学试验，提取数据并分析水平和竖直接触力随姿态角度的变化规律。然后，通过积分模型的解析推导获得线性表达形式，基于递归最小二乘算法对未知参数矩阵进行逐项推导。最后，基于逐项迭代输入输出矩阵函数，获得参数在已有数据样本容量空间内的辨识结果。与试验结果相比，辨识后的预测竖直力和水平力误差分别为4.05%和4.22%，验证参数辨识的准确性和有效性。辨识的参数能够反映沙土地面的部分物理特征，基准值则反映腿部几何构型对力学模型的影响。