TC4合金微动疲劳损伤研究

研究了TC4合金在柱面-平面接触务件下的微动疲劳行为，分析了其微动疲劳损伤机制。结果表明：在试验务件下，微动区边缘的损伤特征以粘着磨损为主，而微动区中部则以磨粒磨损和接触疲劳为主。疲劳裂纹易于在微动区．特别是在蚀坑处萌生和扩展。促使微动疲劳裂纹萌生的因素：一是法向应力和切向摩擦力引起的材料表层塑性变形，二是微动磨损破坏了材料的表面完整性，造成了缺口应力集中效应。     

TC4合金微动磨损过渡区摩擦行为

为研究TC4合金微动磨损过渡区摩擦行为特点,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机,对球/平面接触的GCr15钢球/合金TC4摩擦副在100 N法向载荷下进行微动磨损试验,得到TC4合金微动磨损过渡区的范围,分析不同状态下摩擦因数演变及磨痕表面形貌特点,研究磨损机制的变化。结果表明:微动状态下,摩擦因数在磨合阶段波动剧烈,达到稳定磨损阶段后趋于稳定,且稳定状态下的摩擦因数随着位移幅值的增加而增加;往复滑动状态下,不同位移幅值下的摩擦因数曲线近乎重合且波动剧烈;微动磨损过渡区的摩擦因数变化处于2种状态的转变阶段。微动状态下,磨痕表面轮廓线粗糙,损伤轻微,磨损机制以黏着磨损和疲劳剥层为主;往复滑动状态下,轮廓线更光滑且损伤严重,磨损机制以磨粒磨损及塑性变形为主;微动磨损过渡区轮廓线由粗糙变为光滑,磨损深度及宽度突增,磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

碳离子注入前后硅片的微动磨损行为研究

利用离子注入技术对单晶硅片表面进行碳离子注入,用原位纳米力学测试系统对碳离子注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-II型微摩擦试验机上对其开展微动磨损试验,利用S-3000N型扫描电镜观察其磨损后的磨痕表面形貌.结果表明,碳离子注入后硅片的纳米硬度增加,弹性模量降低,减摩效果和抗磨性能得到了提高;注入前后硅片的微动磨损机制相似,主要磨损形式为磨粒磨损.     

TC4合金冲击磨损性能与机制的研究

固定冲击频率,在3组大小不同的冲击力下,在自制的小载荷冲击磨损实验机上对TC4合金进行了系列周次的冲击试验,研究了TC4合金的冲击磨损性能与磨损机制.结果表明:试样的整个冲击磨损过程可分为3个阶段,即无磨损阶段、微量磨损阶段和严重磨损阶段,增加冲击力将缩小前2个阶段的进程,加速材料的磨损;在各冲击力下磨痕轮廓及形貌的变化规律基本一致.TC4合金的磨损过程是接触表面硬化、启裂、疲劳剥落的过程,其磨损机制主要表现为塑性变形和疲劳剥落.     

温度对不同运行工况下Zr-4锆合金微动磨损行为的影响

采用高温微动磨损试验机对Zr-4合金管进行切向微动磨损试验,通过改变法向载荷研究了试验温度(25,100,200,325℃)对不同运行工况(完全滑移区和部分滑移区)下微动磨损行为的影响。结果表明：在相同试验温度下完全滑移区的摩擦因数高于部分滑移区,不同运行工况下200,325℃时的摩擦因数更早达到稳定状态。在完全滑移区,合金的磨损机制包括磨粒磨损、氧化磨损和剥层,温度的升高对合金微动磨损程度的影响较大,325℃时的微动磨损程度最大;而在部分滑移区,磨损机制包括剥层、黏着磨损和氧化磨损,试验温度的升高对微动磨损程度的影响很小。在相同试验温度下,部分滑移区的微动磨损量远低于完全滑移区;试验温度的升高对完全滑移区微动磨损量的影响较明显,而对部分滑移区的影响不大。     

TiAlZr合金微动磨损性能研究

采用高精度液压式微动磨损试验机研究了TiA lZr合金在不同微动运行区域的微动磨损行为,建立了其运行工况微动图。试验结果表明:滑移区、混合区和部分滑移区的摩擦因数随循环次数变化呈现不同的规律,其中部分滑移区摩擦因数较低,磨损体积随着位移幅值的增大而增大;滑移区、混合区磨损体积随着法向载荷的增加而增大,而部分滑移区磨损体积随着法向载荷的增加而减小;滑移区磨屑堆积于中心区域,磨损以磨粒磨损和剥层机制为主;混合区磨损机制主要表现为粘着磨损与磨粒磨损并存;部分滑移区磨损轻微。     

关于微动磨损与微动疲劳的研究

微动磨损与微动疲劳是２种主要的微动模式,造成的损伤在工业中相当普遍,并可能引发灾难性的后果。主要研究了们移幅度、压力和疲劳应力３个基本微动参数,并以获得的微动区域、微动图为基础,分析了微动磨损与微动疲劳的运行机制和破坏规律。为更好地了解微动磨损与微动疲劳之间的内在联系,进一步探讨了接触磨损与局部疲劳、局部疲劳与整体疲劳之间的竞争机制。     

镍基单晶高温合金微动摩擦磨损特性研究

采用SRV-IV微振动摩擦磨损试验机研究了航空发动机材料DD6镍基单晶高温合金的室温微动摩擦磨损特性.微动试验条件为:试验块与合金球水平垂直接触干摩擦,正向载荷为50～180 N,振幅为60 μm,频率为50 Hz,循环次数为1×105次.试验结果表明:随着正向载荷的增大,磨痕中心区域磨损特征由微凹坑转变为平坦的挤压层...     

690合金材料的微动磨损特性研究

利用微动磨损试验机,在载荷50N以及位移幅值为60μm、100μm、150μm的工况下,研究了690合金材料在常温下的微动磨损行为及其动力学特性,采用激光共焦扫描显微镜(LCSM)和扫描电子显微镜(SEM)观察磨痕微观形貌。结果表明,载荷和位移幅值对微动特征有很大的影响,微动运行完全处于滑移状态。在滑移区,滑移磨损严重、磨痕面积大。690合金材料的磨损机制主要表现为磨粒磨损与剥层的共同作用。     

高温下位移幅值对TC4合金磨损性能的影响

钛合金的微动磨损会加速裂纹的形成与扩展,导致其构件提前失效。利用摩擦磨损试验机考察TC4合金在300和500℃温度下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓及磨痕表面进行分析,探讨在300和500℃温度下TC4合金在不同位移幅值作用下的微动磨损机制。实验结果表明：高温条件下,试样平均摩擦因数和磨损率随位移幅值的增加呈现先增大后减小的趋势;两种高温环境中,小位移幅值时,微动运行区域为部分滑移区,主要损伤机制为黏着磨损和氧化磨损;位移幅值为100μm时,微动运行区域为混合滑移区,主要磨损机制为氧化磨损、剥层磨损及塑性变形;大位移幅值时,微动运行区域为完全滑移区,主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。对比300和500℃条件下磨损结果,表明温度越高TC4合金耐磨性能越好,这主要是由于摩擦生成的氧化物TiO₂和Fe₂O₃对磨损表面具有保护作用。     

钛合金TC4放电加工电极损耗研究

针对钛合金TC4在火花油中放电加工电极损耗大的问题,以蒸馏水和火花油为工作介质,进行了钛合金TC4的放电加工试验,分析比较了两者的电极绝对损耗量和相对损耗率的差异,并从加工波形和加工后电极的表面微观形貌及主要成分等几个方面研究了电极损耗机制。结果表明:蒸馏水的绝缘性较差,而流动性和冷却性好,消电离较充分,改善了极间状态,加工稳定,使加工效率大大提高;另外加工过程中产生的少量氧化钛和从工件飞溅的蚀除产物附着在电极表面,形成覆盖层,有效抑制了电极损耗。其电极绝对损耗与火花油加工时相差不大但相对损耗却大大降低。     

TC4钛合金微动疲劳特性的研究

这里研究了TC4钛合金在空气中于室温下的微动疲劳特性，采用宏观力学试验与微观结构分析相结合的方法，探讨了TC4钛合金的微动疲劳破坏的机理。     

The Effects of Sodium Chloride Solution on Fretting Wear Behavior of Nickel Based Alloy in Partial Slip Regime

The investigations on fretting wear behaviors of nickel based alloy in NaCl solution and atmosphere indicated that wear mechanism and regional transformation from partial slip regime (PSR) to the mixed regime (MR) are significantly affected by NaCl solution. The crevice corrosion induced by synergy of chloride ion and deformed asperities caused wear mechanism changed from adhesive and oxidation wear (PSR in atmosphere) to abrasive and oxidation wear (PSR in NaCl solution) and to oxidation and delamination wear (MR in NaCl solution), meanwhile accelerated the regional transformation from PSR to MR. However, the annular fatigue crack was almost unaffected by NaCl solution, which propagated along the direction of 40-50^° to surface in the mode of transgranular and intergranular in all conditions.     

TC4钛合金深槽插铣加工

针对钛合金深槽开槽加工效率较低的问题,对TC4钛合金深槽进行插铣开槽试验研究,并对其已加工表面形貌、切屑形态、刀具磨损及切削效率进行了分析。结果表明:插铣加工表面粗糙度较大,铣刀的端面刃为主切削刃,刀具磨损主要发生在铣刀的端面刃。对于钛合金深槽的开槽加工,插铣加工切削过程平稳,具有比层铣更高的切削效率。     

Experimental Study of the Fretting Wear Behavior of Incoloy 800 Alloy at High Temperature

The fretting wear behavior of the nuclear power material Incoloy 800 was investigated in this study. A PLINT high-temperature fretting tester was used on an Incoloy 800 cylinder against a 304SS cylinder at vertical cross contact under different temperatures (25, 300, and 400°C). During testing, a normal load of 80 N was applied, and the displacement amplitudes ranged from 2 to 40 µm. The fretting wear mechanism at high temperatures and the kinetic character of the materials of the Incoloy 800 steam generator tube were analyzed. Results showed that the fretting running regimes varied little with ncreasing temperature, and some microcracks were observed in both the mixed fretting regime (MFR) and the partial slip regime (PSR) at high temperatures. Slight abrasive wear and microcracks were the main wear mechanisms of the Incoloy 800 alloy in PSR, whereas those in the MFR and the gross slip regime were oxidative wear, abrasive wear, and delamination.     

AZ91D镁合金微动磨损特性研究

采用液压高精度材料试验机考察了平面一球面接触的AZ91D镁合金摩擦副的微动磨损行为，分析了位移幅值、法向载荷和频率等参数对摩擦因数和磨损体积的影响，考察了不同实验条件下的磨斑形貌，并探讨了其磨损机理。结果表明：AZ91D镁合金的微动区域可分为部分滑移区、混合区和滑移区3个区域，粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损分别是3个区域的主要磨损机制；磨损体积随着位移幅值和法向载荷的增加而增大，但却随着频率的增大而减小。在微动部分滑移区和混合区，摩擦因数随着位移增大迅速增加；在微动滑移区，摩擦因数随法向载荷的增大而减小，而位移幅值和频率对摩擦因数的影响较小。