深冷处理对DC53冷作模具钢摩擦磨损性能的影响

为了了解深冷处理对DC53冷作模具钢摩擦磨损性能的影响，利用洛氏硬度计、摩擦磨损试验机测试了经不同时间深冷处理的DC53冷作模具钢的硬度和摩擦磨损性能。结果表明，经过深冷处理后，DC53冷作模具钢的硬度变化较小，耐磨性有较大提高。经不同时间深冷处理的DC53冷作模具钢的摩擦磨损性能均优于未深冷处理，增加深冷处理时间并不能进一步提高材料的性能，深冷处理时间为2 h和6 h时材料的摩擦磨损性能较好，与未深冷处理相比，其磨损率分别降低了48.3%和47.0%。     

深冷处理对CrWMn合金钢微观组织和性能的影响

研究了CrWMn合金钢在不同的深冷处理时间下的机械和摩擦行为。采用X射线衍射仪、MH-5维氏硬度计、MFT-5000摩擦试验机、扫描电镜、能谱分析仪考察了不同深冷处理时间对试样微观组织和耐磨损性能的影响。结果表明:相比于常规热处理,深冷处理可以使组织内部分残余奥氏体转变为马氏体,并且在马氏体间弥散析出细小的颗粒状碳化物。经过24 h深冷处理后,Cr WMn合金钢的硬度达到907.1 HV,比未深冷处理提升9.8%;磨损率在垂直载荷200 N,线速度8 mm/s时为18.6×10~(-6) mm~3/J,比未深冷处理耐磨损性能提升5.3%,表现出较好的耐磨损性能。     

深冷降温速率对W6Mo5Cr4V2高速钢磨损性能的影响

为提高W6Mo5Cr4V2高速钢的耐磨性,探究了进行深冷工艺时,在不同降温速率的影响下,磨损性能的变化规律。首先对W6Mo5Cr4V2高速钢进行传统的淬火处理,之后加入不同降温速率的深冷处理,最后进行回火处理。采用磨损率对其磨损性能进行了测定,探究耐磨性和硬度的关系,观察磨痕的微观形貌,并对微观组织进行SEM测试,从而分析耐磨性提高的原因。结果表明,未深冷处理试样以黏着磨损为主,深冷后的试样以氧化磨损为主;耐磨性随降温速率的增加先增加,在降温速率为2℃/min时耐磨性最好,相比于未深冷处理试样约提高1.5倍,之后随降温速率的进一步增加而降低。分析认为耐磨性提高是由于深冷处理极大地促进了残留奥氏体向马氏体的转变,促进了细小弥散碳化物的析出,从而提高了硬度,并增强了基体的抗磨损性能。     

深冷处理对Cr7V钢高温耐磨性与位错密度的影响

对Cr7V模具钢进行了(1030℃×0. 5 h)淬火+(-196℃×3,6,12 h)深冷处理+(560℃×2 h)三次回火处理,通过销盘摩擦磨损试验研究了深冷处理工艺参数对其高温耐磨性的影响。通过XRD获得不同热处理工艺下的衍射图谱,并通过X射线线形分析法研究深冷处理不同工艺参数对Cr7V模具钢位错密度的影响。结果表明:深冷处理对Cr7V模具钢高温耐磨性和位错密度的影响规律一致,随保温时间的延长,高温耐磨性和位错密度的提升程度均呈现先升后降的趋势,其中深冷保温6 h后试样磨损量为87. 6 mg,位错密度为1. 4295×10~(16)m~(-2),表现出最好的性能,其高温耐磨性较未深冷处理试样提高了53%,位错密度提高约28%。     

基于智能控制的铸造ZM5镁合金组织与性能研究

对ZM5镁合金分别进行了重力铸造和基于智能控制的真空调压铸造试验,且进行了两种铸造方式的镁合金组织、腐蚀性能及磨损性能的测试与分析。结果表明:与重力铸造相比,基于智能控制的真空调压铸造试样的平均晶粒尺寸减小了28μm(从62μm到34μm),晶粒细化;腐蚀电位正移了127 mV(从-0.932V到-0.805V);经20 min磨损后,磨损体积为19×10~(-3) mm~3,较重力铸造的镁合金试样(38×10~(-3) mm~3)减少了50%。采用基于智能控制的真空调压铸造可明显细化ZM5镁合金晶粒,提高耐腐蚀性能和耐磨损性能。     

Al-Mg2Si复合涂层在3.5％NaCl水溶液中的腐蚀磨损性能研究

目的研究Al-Mg_2Si复合涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀-磨损性能。方法用电化学工作站(CHI660E)、腐蚀-磨损试验机测试试样的电化学行为及实时监测在3.5%NaCl溶液中的开路电位、摩擦系数和干摩擦性能,并采用扫描电镜(SEM)、超景深三维显微镜对磨痕特征进行表征。结果镁合金自腐蚀电位为-1.4888V,腐蚀电流密度为2.817×10~(-3) A/cm~2。与镁合金基体相比,Al-Mg_2Si复合涂层的自腐蚀电位正移了0.5288V,腐蚀电流密度降低了3个数量级。腐蚀磨损过程中,Al-Mg_2Si复合涂层的开路电位(OCP)为-0.9202 V,比镁合金基体高0.5713 V。干摩擦过程中,复合涂层的稳定摩擦系数为0.28,比镁合金低0.07。复合涂层干、湿磨损率相差44.72×10~(-4) mm~3/(N?mm),其值是镁合金基体干、湿磨损率相差值的0.52倍,且均远远大于各自纯机械磨损率。结论在腐蚀磨损过程中,腐蚀是造成磨蚀损失的主要原因,且Al-Mg_2Si复合涂层的耐磨蚀性能优于镁合金基体。     

退火处理对WC-DLC薄膜结构及性能的影响

为研究退火处理对WC-DLC薄膜结构与性能的影响,采用磁控溅射技术在高速钢表面沉积WC-DLC薄膜,并作不同温度下的退火处理,对不同温度退火处理后的WC-DLC薄膜的结构、摩擦学性能与耐腐蚀性能进行系统表征。结果表明:WC-DLC薄膜呈现出非晶态特征,随着退火温度的上升,薄膜中sp3-C相对含量下降;当退火温度在250℃时,WC-DLC薄膜在大气环境下与去离子水环境下分别表现出最优的摩擦学性能,磨损率分别为1.25×10~(-7)mm~3/Nm与1.02×10~(-7)mm~3/Nm。同时,当退火温度低于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性能无明显变化,但当退火温度高于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性明显下降。退火处理对WC-DLC薄膜的热稳定性、摩擦学性能及耐腐蚀性能有重要影响。     

多向锻造镁合金机械外壳的性能优化

对AZ61Ce0.5镁合金机械外壳试样进行了常规锻造和多向锻造下的显微组织观察和耐腐蚀性能、耐磨损性能的测试与分析。结果表明:经多向锻造的镁合金机械外壳试样的晶粒得到细化,显微组织得到极大改善;腐蚀电位为-0.886 V,较常规锻造时正移了46 mV(-0.932→-0.886V);磨损25 min后磨损体积比常规锻造时减小27%(26×10~(-3)→19×10~(-3)mm~3),多向锻造试样的耐腐蚀性能和耐磨损性能均优于常规锻造。     

深冷处理对4Cr5MoSiV1热作模具钢磨损性能的影响北大核心CSCD

为研究深冷处理对4Cr5MoSiV1热作模具钢磨损性能的影响,对不同深冷时间处理的4Cr5MoSiV1钢进行了显微组织分析、硬度测试和磨损性能试验。结果表明:深冷处理可以显著提高4Cr5MoSiV1热作模具钢的硬度和耐磨性能,经1030℃×40 min淬火+(-196℃)×24 h深冷处理+500℃×2 h二次回火处理后,在25和600℃温度条件下的磨损率分别为1.4×10^(-5)和2.7×10^(-5)g·m^(-1),与常规热处理相比,分别降低了30.0%和34.1%,其硬度达到55.2 HRC,较常规热处理提高了14.8%。深冷处理可以使4Cr5MoSiV1热作模具钢组织中的残余奥氏体向马氏体转变,并促使细小且弥散性的碳化物析出,从而提高了其耐磨性能。     

深冷温度对AZ31镁合金CMT接头耐蚀性的影响

采用电化学方法研究了深冷处理温度对AZ31镁合金CMT(Cold Metal Transfer)焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:与未深冷时相比,经-100℃/4 h、-140℃/4 h、-180℃/4 h三组参数深冷处理后的接头焊缝区耐蚀性能得到不同程度提高,随着深冷温度降低,耐蚀性能呈先升高后下降的趋势变化,深冷处理对焊缝区中第二相的尺寸、含量及分布的改变是决定这一趋势的关键因素。其中经-140℃/4h深冷处理的焊缝区电荷转移电阻和腐蚀产物膜电阻最大,腐蚀电流最低,耐蚀性能最佳。     

深冷处理对Cr12力学性能的影响

对经不同深冷处理后的Cr12钢进行力学性能检测和摩擦磨损试验。结果表明:深冷处理可不同程度地提高Cr12钢的硬度;980℃淬火+深冷处理+180℃×8h回火处理后,Cr12钢的冲击韧度有所降低;深冷处理可明显提高Cr12钢的耐磨性并降低钢中残留奥氏体含量,其中深冷处理6h后耐磨性提高最为显著,其相对磨损率下降了45.1%,残留奥氏体含量降幅达到84.2%。     

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能研究

目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液中的涂层进行摩擦腐蚀实验,测量涂层在静态及滑动条件下的磨损率、摩擦系数和极化曲线。结果喷涂距离提高时,涂层孔隙率降低,硬度提高,达到1100～1400 HV。在腐蚀介质中滑动摩擦时,WC-10Co-4Cr涂层的磨损率较304不锈钢低2个数量级,磨损率为1.7×10~(-7)mm~3/(N·m),而304不锈钢的磨损率为2.6×10~(-5)mm~3/(N·m)。结论 WC-10Co-4Cr涂层良好的摩擦腐蚀性能归因于承受负载的WC相与产生钝化的金属粘结相之间的协同作用,其抵抗涂层受摩擦腐蚀破坏。     

TC4钛合金表面沉积CrSiN/SiN纳米多层膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀磨损性能

为了研究纳米多层膜的耐腐蚀性能以及腐蚀磨损机理,采用离子源辅助磁控溅射在TC4钛合金表面制备不同调制周期的CrSiN/SiN纳米多层膜。使用扫描电子显微电镜、能谱仪表征涂层的微观结构、腐蚀形貌以及元素分布;使用划痕仪、纳米压痕仪、维氏硬度计测量涂层的膜基结合力、硬度、弹性模量及断裂韧性,采用电化学工作站以及销盘磨损仪测量涂层耐腐蚀性和腐蚀磨损性。结果表明:调制周期为90 nm与360 nm时涂层耐腐蚀性能较好,腐蚀电流密度分别为1.31×10~(-8)A·cm~(-2)和1.20×10~(-8)A·cm~(-2)。此外,调制周期为45nm时,涂层硬度及弹性模量最大,分别为(22.5±0.6)GPa和(226.4±6.3)GPa,且腐蚀磨损率最低,为9.67×10~(-7)mm~3·N~(-1)·m~(-1)。多层膜结构显著改善了TC4钛合金的耐腐蚀及腐蚀磨损性能。     

深冷处理对T8A钢组织和力学性能的影响

对经不同深冷工艺处理后的TSA钢进行了组织观察、力学性能检测和摩擦磨损试验.结果表明:深冷处理可提高T8A钢的硬度;淬火+深冷处理+180℃×8 h回火处理后,T8A钢的冲击韧性有所降低;深冷处理可明显提高T8A钢耐磨性并降低钢中残留奥氏体含量,其中深冷处理6 h后效果最为显著,其相对磨损率下降了49.8%、残留奥氏体含量降幅达到39.1%.     

深冷处理对X52管线钢耐磨性与耐腐蚀性的影响

目的 提高X52管线钢基体的耐磨性能与耐腐蚀性能,探究深冷处理对X52管线钢性能的影响机制。方法 采用液体法的冷处理方式,对X52管线钢进行不同时间的深冷处理。采用显微硬度仪、超景深光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损仪器、万能拉伸机以及电化学工作站,分别观察或评价深冷处理后X52管线钢的显微组织、物相组成、硬度变化、拉伸性能、耐磨性与耐腐蚀性能。结果 经过不同时间的深冷处理后,由于弥散碳化物的析出和晶粒细化,试件的显微硬度、抗拉强度和弹性模量均有所提高,但屈服强度变化不明显。当深冷处理时间为30 h时,其显微硬度达到最大值210.8HV0.2,比未深冷态190.3HV0.2提高了10.77%,当深冷处理时间为7 h时,其抗拉强度达到最大值600.7 MPa,比未深冷态574.7 MPa提高了4.05%。经过深冷处理,由于试件的晶粒得到了细化,组织成分更加均匀,试件的摩擦磨损性能得到提高,磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损的共同作用,其中磨粒磨损起着主要作用。极化曲线结果显示,深冷处理后的试件自腐蚀电位均正移,当深冷处理时间分别为11、30和55 h时,腐蚀电流密度由未深冷态的15.47×10⁻⁶ A/cm²分别降低到1.781×10⁻⁶、1.335×10⁻⁶、1.257×10⁻⁶ A/cm²,数值降低了一个数量级,说明材料的耐腐蚀性能得到了提高。结论 深冷处理可以有效改善X52管线钢的力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能,在管道运输领域具有潜在的应用前景。     

基底偏压对磁控溅射TiAlSiN涂层微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响

采用直流非平衡磁控溅射方法在M42高速钢表面沉积Ti/TiN/TiAlSiN多层薄膜,研究基底偏压对TiAlSiN的晶体结构、微观组织、力学及摩擦学性能的影响。结果表明:基体负偏压从40 V增加到80 V,TiAlSiN由致密的粗大柱状晶向致密纤维状细晶过渡、晶粒宽度由180 nm减小至60 nm;当负偏压大于60 V时,TiAlSiN层由fcc TiN+fcc AlN双相结构转变为fcc TiAlN单相结构;涂层硬度和弹性模量随偏压增大呈现上升趋势,当负偏压为80 V时,涂层的硬度和弹性模量分别为34.1 GPa和378 GPa;涂层的摩擦学性能随偏压的增大而先增强后降低,当负偏压为40 V时,涂层磨损率为5.0×10~(-6)mm~3/Nm,当负偏压为50 V时,涂层则降低至5.0×10~(-6)mm~3/Nm,为最低值,随着负偏压增加到80 V时,磨损率较高,约9.0×10~(-6)mm~3/Nm。     

深冷处理对冷作模具钢SDC99组织及性能的影响

对经不同深冷处理工艺的Cr8型冷作模具钢SDC99进行了硬度、冲击韧性、摩擦磨损性能测试,并用SEM、XRD、TEM分析了其相组成及显微组织。结果表明,深冷处理使SDC99钢硬度提高,冲击韧性降低,耐磨性提高,1030℃淬火+210℃×2 h回火+(-196℃×24 h)深冷处理+210℃×2 h回火可使SDC99钢获得最优的综合使用性能,其磨损体积较常规热处理工艺减少23.6%。SDC99钢性能提升的主要原因是深冷处理使亚稳态的块状残留奥氏体转变为马氏体及薄膜状残留奥氏体,深冷处理后残留奥氏体体积分数由常规热处理的17.2%下降至5.5%~10.5%,但并未完全转变。薄膜状残留奥氏体分布于孪晶马氏体及二次碳化物的边界处,松弛应力集中,防止微裂纹的产生,因而改善了材料的综合性能。     

深冷处理温度对Cr12MoV合金钢表面硬度与耐磨性的影响

淬硬模具钢Cr12MoV因硬度、强度高以及淬透性好等特点在大尺寸模具制造中被广泛应用，但在高循环应力和大冲击载荷的服役工况下，其耐磨性有待进一步提高。热处理可以在不改变材料成分的基础上通过改变内部组织来改善材料的强度、硬度和耐磨性，进而提升其使用性能。本论文研究了深冷处理温度对Cr12MoV合金硬度和摩擦学性能的影响。结果表明，Cr12MoV合金经过深冷处理之后，表面硬度较未深冷处理试样高1～2个HRC，并且-65℃深冷处理之后摩擦系数从0.7下降至0.59,-196℃深冷处理之后摩擦系数进一步下降至0.54，磨损体积降低了五倍，而合金在不同温度下深冷处理之后表面硬度和磨损体积变化不大，从原子力显微镜观察到-196℃深冷处理的样品表面有更细小、弥散的物相析出。结合相关理论阐述了深冷处理的作用机制，为Cr12MoV合金的生产和应用提供理论指导。     

深冷温度对AZ31镁合金CMT焊接接头耐蚀性的影响

采用电化学方法研究了深冷处理温度对AZ31镁合金CMT(cold metal transfer)焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:与未深冷时相比,经–100℃,4h;–140℃,4h;–180℃,4h 3组参数深冷处理后的接头焊缝区耐蚀性能得到不同程度提高,随着深冷温度降低,耐蚀性能呈先升高后下降的变化趋势,深冷处理对焊缝区中第二相的尺寸、含量及分布的改变是决定这一趋势的关键因素。其中经–140℃,4h深冷处理的焊缝区电荷转移电阻和腐蚀产物膜电阻最大,腐蚀电流最低,耐蚀性能最佳。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。