Fe3Al金属间化合物基摩擦材料的制备工艺与性能

采用机械合金化结合加压烧结的方法制备了一种新的Fe2Al金属间化合物基摩擦材料，并对其制备工艺、微观结构和力学性能、抗氧化性以及千滑动摩擦磨损性能进行了试验研究。结果表明：Fe3Al金属间化合物基摩擦材料密度低，强度高，抗氧化性好，摩擦因数稳定，耐磨性好；不同摩擦阶段具有不同的磨损机制，主要包括磨粒磨损、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落以及氧化磨损等。     

基于MATLAB的铝基复合材料磨损表面分形特性研究

通过对亚微米SiCp增强铝基复合材料磨损表面的分形研究,探讨了亚微米SiCp增强铝基复合材料摩擦磨损特性与分形维数的关系。按照结构函数法,用MATLAB软件进行编程,得到复合材料双对数坐标图。研究表明,亚微米SiCp增强铝基复合材料具有分形特性,且其分形维数与材料的磨损量有关,随着磨损量的增加,分形维数亦趋于增大,且分形维数在1.6≤D≤1.9之间。     

Fe3Al基复合材料抗氧化性能的研究

用粉末冶金法制备了Fe3Al基复合材料，对其抗氧化行为和磨损机理进行了分析研究，发现无论是做热氧化性实验，还是高速重载摩擦磨损实验，它的抗氧化性行为主要是在Fe3Al颗粒表面形成氧化铝保护膜，该膜阻断氧原子的进一步侵入而提高了该材料的抗氧化性，该材料的主要磨损形式是磨粒磨损。     

基体成分对Fe_3Al基复合材料摩擦学性能的影响

采用热压烧结法制备一种新型Fe3A l基复合材料,讨论基体成分对其摩擦学性能的影响。研究结果表明:本实验中,Fe3A l粉体的最佳球磨时间为60 h;随着A l含量提高,Fe3A l基复合材料的摩擦因数略有降低但耐磨性明显提高,合金元素Cr的加入有效地改善了材料的摩擦学性能,以Fe-28A l作为摩擦材料的基体即可很好地满足性能要求;Cu作为基体中的软相,摩擦因数随游离Cu含量的增加呈上升趋势但摩擦稳定性变差,且耐磨性降低,Cu含量的最佳范围为12%~18%(质量分数),随着石墨含量的增加,材料的摩擦因数和磨损率都下降,但石墨含量过高会导致材料性能恶化,石墨的最佳含量为8%~12%(质量分数)。     

Al基复合材料分形特性及其磨损特性的研究

以亚微米级(130nm)SiCp和(100～200)目(149～75μm)Al粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积含量的微米SiCp增强Al基复合材料,研究了其分形特性和耐磨性能.结果表明:SiCp/Al基复合材料具有分形特性,SiCp/Al基复合材料耐磨性优于市售挤压态锡青铜QSn6.5-0.4和纯Al,且随SiCp含量增加,复合材料的分形维数增大,耐磨性能提高;磨损表面形成Al基体+孔隙+弥散分布SiCp的理想耐磨组织.     

Si_3N_4陶瓷旋转超声磨削加工的表面摩擦特性

为了探索结构陶瓷材料在摩擦过程中表面形貌的变化规律及其对摩擦特性影响,分析了摩擦过程中材料的接触过程及力学关系,并对旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样开展了摩擦表面形貌、摩擦因数等特性的试验研究。首先根据接触特点和材料特性,基于分形理论推导出接触面总载荷计算公式,基于该公式建立了结构陶瓷摩擦因数分形模型。分析结果表明:当初始表面轮廓分形维数分别为1.4,1.45,1.5和1.55时,摩擦因数与摩擦后表面轮廓分形维数呈类似正态分布曲线。然后通过旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样面面接触摩擦试验,研究了摩擦后陶瓷材料表面微观形貌和摩擦因数变化规律,分析了各因素对摩擦因数的影响。试验结果表明:产生微观裂纹是Si3N4陶瓷摩擦后表面微观形貌的显著特点;温度值等于160℃是Si3N4陶瓷摩擦因数由下降转为上升的拐点;当施加载荷为360N和往复频率为80Hz时,摩擦因数最大。得到的结果为通过表面形貌控制提高结构陶瓷耐磨性能提供了技术支撑。     

汽车用薄板的表面形貌的分形研究

本文将分形理论用于薄板表面形貌的研究上,提出了分形维数反映了表面形貌的规律性的观点。利用触针轮廓仪和数据采集系统对几种不同的毛化薄板的三维形貌进行了测量,计算了这些薄板的分形维数,并对这些薄板的表面形貌的规律性进行了讨论。     

干摩擦条件下Al_2O_3基复合材料的摩擦磨损特性

以用SiC、Ti(CN)和ZrO2颗粒增韧的三种Al2O3基复合材料为研究对象,利用销盘式摩擦磨损试验机研究了它们的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜对其磨损形貌进行了观察和分析.结果表明:在本试验条件下,Al2O3基复合材料的耐磨性能与添加剂的种类有关,其耐磨性能好坏顺序为Al2O3/Ti(CN)、Al2O3/SiC、Al2O3/ZrO2;Al2Os/SiC复合材料的磨损机理主要为疲劳磨损和脆性断裂,Al2O3/ZrO2和A12O3/Ti(CN)复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损.     

表面磨损的动态分形模型研究

由于表面形貌的分形维数Ｄ和尺度系数Ｇ会随着零件表面的磨损发生变化,故应用切比雪夫多项式来表征磨损表面分形维数Ｄ的动态变化规律,分析尺度系数Ｇ随零件表面磨损的变化趋势,并提出一组磨损率动态预测分形模型。仿真试验表明,磨损率动态预测曲线与同条件实验结果表致,且更精细。     

PEEK摩擦信号分形维数与表面形貌相关性试验研究

为研究聚醚醚酮树脂/球墨铸铁摩擦副磨合初期摩擦信号分形维数与聚醚醚酮初始表面形貌分形维数的相关性,在UMT-3MT摩擦磨损试验机上对聚醚醚酮树脂/球墨铸铁摩擦副进行了摩擦磨损试验,运用结构函数测度法对初始表面形貌、摩擦力信号、摩擦因数信号进行了分形表征,计算得到了不同载荷下的分形维数。研究结果表明,聚醚醚酮初始表面和摩擦信号均具有显著的分形特征;在相同速度、相同初始表面下,摩擦信号的分形维数随着载荷的增大而增大;在相同速度、不同载荷下,磨合初期摩擦信号的分形维数均与初始表面分形维数负相关。     

Fe3Al合金堆焊层的高温热腐蚀行为研究

用钨极氩孤焊方法在A304不锈钢基体上堆焊Fe3Al合金,对其相组成进行了XRD分析,对堆焊试样在750℃和950℃温度下分别进行了Na2SO4盐和NaCl盐的热腐蚀试验。结果表明：堆焊层金属主要由Fe3Al相构成,仅含有少量的α-Fe固溶体;堆焊层金属在NaCl盐中的热腐蚀程度明显高于在Na2SO4盐中的腐蚀,且堆焊层与基体的熔合区是最薄弱的区域。     

热压烧结Fe3Al金属间化合物的结构和摩擦学特性

采用机械合金化结合热压烧结的方法制备了Fe3Al金属间化合物块体材料，对其烧结后的物相、力学性能、微观结构以及干滑动摩擦磨损性能进行了试验研究。结果表明，热压烧结Fe3Al金属间化合物材料以有序度较低的B2结构为主，具有较高的强度和硬度。在不同的载荷和滑动速度下具有不同的摩擦学特性，不同摩擦阶段的磨损机制主要包括磨粒磨损、塑性变形、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落以及氧化磨损等。     

Fe3O4磁流体润滑摩擦因数试验研究

利用MMW-1万能摩擦磨损试验机,测定不同磁性颗粒含量、载荷和旋转速度下Fe3O4磁流体润滑剂的四球摩擦副的摩擦力矩,并计算出相应的摩擦因数。试验结果表明,磁流体润滑膜具有良好的减摩能力,其中质量分数为10％的磁流体摩擦学性能最优,其摩擦因数相对于基液最大可降低35％左右。摩擦学性能得以提高主要是由于磁性颗粒的增粘作用,使油膜增厚,微滚动效应则导致摩擦力减小。     

Fe3Al金属间化合物的有序度截留与力学性能

运用固体与分子经验电子理论(EET)对Fe3Al的两种晶体结构DO3和B2的滑移能进行了计算,结果表明B2结构在室温下具有较好的塑性和较低的强度.据此对长程有序金属间化合物Fe3Al进行有序度截留(淬火处理)研究.X射线衍射和强度试验表明有序度截留可以明显截留Fe3Al的有序度,截留后的试样强度和硬度下降,材料的力学性能得到改善.     

Fe3Al金属间化合物及其复合涂层的组织结构与性能

以Fe3Al金属间化合物粉末与WC混合粉末作为喷涂材料,采用热喷涂的方法在Q235钢基体上制备出复合涂层。对涂层组织与性能进行了分析。结果表明：该类涂层组织致密,硬度较高,具有良好的耐磨性能。     

Mg对铸造Al-10%Fe合金初生富铁相形貌的影响

研究了Mg元素对铸造A1-10％Fe过共晶合金初生Al_3Fe相形态的影响。研究发现,加入Mg对初生Al_3Fe相生长产生影响,由原来的发达针状向树枝状→小针(片)状、不规则块状转变。对Mg元素的影响机理做了分析。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fiek第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al／18—8异种材料扩散焊界而元素的浓度分布进行了数值计算。分析了加热温度和保温时间对界面附近元索扩散距离及形成的中间过渡层的影响，并与实际试验测定值进行了比较。实测和计算结果表明，在加热温度1333K和保温时问45～60min条件下，Fe3Al／18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层，从而满足整个焊接接头的使用要求。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fick第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面元素的浓度分布进行了数值计算,分析了加热温度和保温时间对界面附近元素扩散距离及形成的中间过渡层的影响,并与实际试验测定值进行了比较.实测和计算结果表明,在加热温度1333K和保温时间45～60 min条件下,Fe3Al/18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层,从而满足整个焊接接头的使用要求.