Al2O3短纤维增强铝基复合材料的耐磨性能及机理分析

利用挤压铸造制备了Ａｌ２Ｏ３短纤维增强铝合金复合材料，研究了磨损时这种材料对剥层破坏的抗力。结果表明，在复合材料中，纤维与基体结合良好，并对铝合金具有增强作用；复合材料的界面可阻滞裂纹扩展，复合材料具有优异的耐磨性；基体中的合金元素有利于形成良好界面，改善复合材料的耐磨性。     

氧化铝/锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响

利用挤压铸造制备了氧化铝／锌合金复合材料,研究了氧化铝／锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响．结果表明,复合材料的基体组织细小,合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体的结合;在复合材料凝固过程中,氧化铝纤维可作为锌合金中共晶体非自发形核的衬底,纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用,导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变组成．     

玄武岩纤维增强铝基复合钻杆材料的制备研究

针对铝合金钻杆耐磨性和耐腐蚀性差导致其难以在深部钻井中应用的技术难题,本文以7075铝合金粉作为基体,玄武岩短纤维作为增强体,利用真空热压烧结技术制备了玄武岩纤维增强型铝基复合材料,并对其微观组织结构、密度和显微硬度等性能进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在铝基体中分散均匀,界面处发生了化学渗透,SiO_2和Al之间发生置换反应,从而获得了良好的界面结合强度,复合材料的密实度较高,玄武岩纤维的加入显著提高了复合材料的显微硬度。     

增强体对铝硅合金复合材料中硅相形貌的影响

采用挤压铸造法制备Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｓｉ合金复合材料。文章研究了增强体对铝硅合金中硅相形貌的影响。结果表明，氧化铝短纤维和硅相之间存在共格界面。此纤维可为硅相的非自发形核提供适宜的结晶衬底。复合材料中的初生硅可在短纤维表面形核并生长为颗粒状。复合材料中的纤维在Ａｌ－Ｓｉ共晶体的共生生长过程中，可触发硅相中的孪晶，导致纤维附近的共晶硅呈变质形态。     

铝基复合材料凝固过程的研究进展

综述铝基复合材料凝固过程的研究成果和存在的问题。介绍铝基复合材料的凝固时增强体与基体合金之间的相互作用模型，基体合金的凝固过程以及对流对组织的影响。凝固时，材料的热物理性能、液态合金的粘度与及界面自由能的变化影响了颗粒增强体的行为。同时，增强体和液态合金对流改变了材料的连续性和微观结构。     

纤维增强铝基复合材料凝固过程数值模拟研究

根据金属凝固过程中的守恒定律和传输原理,建立纤维增强铝基复合材料的凝固模型。利用所建立的模型,对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ合金复合材料的凝固过程进行数值模拟,研究复合材料凝固时溶质传输和分布及其对纤维／基体界面的影响,模拟结果与实验结果吻合较好。     

硅对Al-Si合金及其复合材料耐磨性能的影响*

研究了Si对Al-Si合金及其复合材料γ-A12O3f/Al-Si耐磨性的影响.结果表明,Al-Si合金的耐磨性随Si含量的升高而升高,而Si含量对复合材料的耐磨性影响不大.经过硅变质处理的γ-A12O3f/Al-12Si复合材料的耐磨性比未变质的稍好些,硅变质后的Al-12Si基体合金的耐磨性比未变质的低;当Si量为17%时,Al-Si合金的耐磨性与其复合材料的耐磨性相近.     

铸造Al2O3／Al—Si合金复合材料的组织与断口形貌分析

研究了挤压铸造Al2O3/Al-Si合金复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明,在复合材料中纤维分布均匀,Al2O3纤维可作为硅相非自发形核的衬底;Al2O3纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺从控制界面反应和细化组织入手。     

铸造Al_2O_3/Al-Si合金复合材料的组织与断口形貌分析

研究了挤压铸造Al2 O3/Al Si合金复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明 ,在复合材料中纤维分布均匀 ,Al2 O3 纤维可作为硅相非自发形核的衬底 ;Al2 O3 纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺应从控制界面反应和细化组织入手     

硅对Al—Si合金及其复合材料耐磨性能的影响

研究了Ｓｉ对Ａｌ－Ｓｉ合金及其复合材料γ－Ａｌ２Ｏ３ｆ／Ａｌ－Ｓｉ耐磨性的影响,结果表明,Ａｌ－Ｓｉ合金的耐磨性随Ｓｉ含量的升高而升高,而Ｓｉ含量对复合材料的耐磨性影响不大,经过硅变质处理的γ－Ａｌ２Ｏ３ｆ／Ａｌ－１２Ｓｉ复合材料的耐磨性未变质的稍好些,硅变质后的Ａｌ－１２Ｓｉ基体合金的耐磨性比未变质的低;当Ｓｉ量为１７％时,Ａｌ－Ｓｉ合金的耐磨性与其复合材料的耐磨性相近。     

不同热处理下SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能及机理研究

颗粒增强铝基复合材料因其轻质性和耐磨性,是发展轻量化制动部件的优良备选材料。本研究采用由压力浸渗法制备的SiCp/2024Al复合材料,与GCr15钢球进行了干滑动摩擦磨损实验,探究其在T4和T6热处理以及不同载荷和滑动速度下的磨损机理和摩擦学性能;为进一步探明SiC颗粒加入对磨损机理的影响,与2024铝合金进行了相同的对比实验。结果表明：高硬度SiC颗粒的加入明显提高了材料的耐磨性,T6热处理工艺相较于T4工艺可降低复合材料的摩擦系数和磨损率,SiCp/2024Al复合材料相较于2024铝合金具有更高且稳定的平均摩擦系数,而磨损率和磨损量降低;复合材料的磨损机制主要为剥层磨损,2024铝合金的磨损机制为磨粒磨损,SiC颗粒的加入引起了磨损机理的转变;磨损过程中亚表层颗粒在低速低载情况下较为完整,起保护减磨作用,而在高速高载情况下更易破碎形成微观缺陷,加快亚表层微裂纹的扩展。     

Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金微观组织及性能的影响

采用铝热反应法制备了CoCrFeNiMnAlCux（x=0.2、0.4、0.6和0.8）高熵合金,研究了不同Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金的微观结构、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明: CoCrFeNiMnAlCux高熵合金结构由体心立方结构（BCC）和面心立方结构（FCC）组成,且FCC相随着Cu含量的增加而增加。在Cu0.2合金中Cu元素分布均匀且未发生偏析,组织分布较为均匀;随着Cu进一步增加,富Cu相逐渐在Cu0.4和Cu0.6合金中偏析。当x=0.8时,Cu由于与合金中其他元素之间的正混合焓,而大量在晶界处析出。当Cu含量从0.2增加至0.8时,硬度、耐磨性和耐蚀性先升高后下降,磨损机制由最开始的磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,最后又转变为磨粒磨损。其中CoCrFeNiMnAlCu0.6合金展示了最佳的性能,硬度、磨损率和腐蚀电流分别为564HV0.5、4.187×10-5 mm3/N·m和1.17×10-6A·cm2。     

煤炭输运装备用ZTAp-Fe材料腐蚀机理研究

井下环境差,由传统钢铁材料制造的井下煤炭输运装备的使用寿命较低。本文通过电化学试验、扫描电镜观察、能谱分析等方法,探究了粉末冶金法制备增强铁基复合材料(ZTAp-Fe)的耐腐蚀性能、微观组织结构以及元素分布之间的规律,揭示了ZTAp-Fe材料的耐腐蚀机理。结果表明,ZTAp-Fe材料中ZTAp与铁基体结合状态良好,界面为非冶金结合。铁基合金中引入20 % ZTAp,腐蚀速率由0.909 28 mm/a降至0.365 14 mm/a,电荷转移电阻(R_ct)由775.6 Ω·cm2提高到1 025.3 Ω·cm2。ZTAp的耐蚀性优于铁基体,界面处形成腐蚀产物有效抑制腐蚀介质对ZTAp和铁基体的进一步腐蚀。ZTAp增强铁基复合材料能够有效地提高煤炭输运装备的使用寿命。     

稀土和合金成分对铁基自熔合金喷焊层耐腐蚀性的影响

采用熔炼—雾化工艺制备不同配方的铁基自熔合金粉末,进行了铁基自熔合金喷焊层在酸性和中性溶液中的腐蚀试验。结果表明,稀土和不同合金配方对铁基自熔合金在不同介质中腐蚀性能有不同影响。     

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT-512-Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。结果表明: XPT-512-Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe₃C)以及少量FeO和Ni相组成; 涂层与铝基体形成良好的机械咬合,且涂层孔隙率随着金属Ni的加入而降低; 铁基涂层的硬度随着Ni含量增加而降低; 与XPT-512涂层相比,载荷30 N时XPT-512-30Ni涂层的油润滑磨损率降低了88.41%,10 N时XPT-512-10Ni涂层的干摩擦磨损率降低了81.32%,金属Ni的加入有效改善了等离子喷涂铁基涂层的服役性能,为发动机的轻量化发展提供了借鉴。     

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

热机碎岩钻头摩擦元件材料研究

为了解决热机碎岩钻头摩擦元件耐高温、耐摩擦等性能不足问题,对摩擦元件材料进行研究,包括胎体材料选择、配方设计等。试验结果表明,用陶瓷代替硬质合金作为热机碎岩钻头的摩擦材料是可行的,利用热压烧结工艺可以将陶瓷固定在钻头上。     

中铬合金耐磨钢的研发与应用

综述了中铬钢研发与应用的进展．中铬钢在使用中不断裂、不变形、耐磨损，使用寿命是Mn13的2倍以上，适用于冲击磨料磨损工况，同时介绍了一种多元合金中铬耐磨钢，该耐磨钢的强韧性和抗冲击磨料磨损性能均高于ZG30Cr5Mo中铬钢。