高锰钢铁路辙叉内部铸造缺陷对使用性能的影响

高锰钢铁路辙叉是铁路钢轨的关键部件,在使用过程中承受强烈的冲击和摩擦作用,其表面发生龟裂剥落而失效.通过对辙叉断口的电子扫描、内部裂纹和铸造缺陷的光学观察分析表明,高锰钢铁路辙叉表面的龟裂是由组织中存在的铸造缺陷引起的;裂纹在铸造缺陷处萌生,并且沿着这些缺陷密集处和辙叉表层加工硬化产生的滑移带的方向扩展;辙叉内部的铸造缺陷主要是沿晶界析出的非金属夹杂物和缩松.提出了设计合理的冒口、通入惰性气体或能产生这类气体的盐类、采取有效的脱氧工艺等措施,减少高锰钢铁路辙叉中的铸造缺陷,从而延长其使用寿命.     

Er对Al-Zn-Mg合金微观组织与摩擦性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)和材料表面综合测试仪研究了Er对Al-Zn-Mg合金微观组织和力学性能的影响,并研究其在不同载荷下的摩擦磨损行为。结果表明,添加Er后合金伸长率提高约30%,晶粒尺寸明显细化,平均晶粒尺寸减小约68%。合金在摩擦过程中经历了摩擦副磨合和稳定磨损两个阶段,随着载荷的增大,摩擦因数曲线波动增大。O在摩擦层大量富集,证明了氧化磨损机制的存在。加载载荷为30 N时为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损混合作用机制;加载载荷为70 N时磨粒磨损加剧并伴随疲劳磨损,且添加Er可以降低合金表面的剥落趋势,从而减少磨损。     

原位合成Al2O3增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

通过采用粉末冶金和原位合成技术相结合的近净成形技术制备Al-5％Si-Al2O3复合材料,并运用M一2000摩擦磨损试验机对该复合材料的摩擦磨损性能进行研究。通过单一变量比较法分析载荷和滑动速度对Al-5％Si-Al2O3复合材料摩擦磨损性能的影响,同时对长时间连续磨损下该材料的摩擦性能进行研究。通过扫描电子显微镜对Al-5％Si-Al2O3复合材料的磨损表面进行观察,并分析其磨损机制。结果表明,随着载荷的增大,试样的磨损量和摩擦因数均增加;随着滑动速度的增大,试样表面的升温使得产生氧化层的速率增加,试样的磨损量和摩擦因数均减少。在长时间的连续磨损过程中,由于初始时发生粘着磨损,试样的摩擦因数随着滑动距离的增大而增大。然后,试样表面氧化层的形成和破坏趋于动态平衡,试样表面相对稳定,其摩擦因数也随之趋于平稳。铝基复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料耐磨性能的研究

通过高应力三体磨料磨损试验,对比研究Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料和高锰钢的耐磨性能,采用SEM观察磨损试样的微观磨损形貌,并通过测试磨损试样亚表层显微硬度研究材料磨损硬化程度。研究结果表明,本试验条件下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料中陶瓷颗粒与高锰钢基体没有成分过渡,界面处无明显裂缝,说明试样中虽然没有形成冶金结合,但是机械咬合紧密。高应力三体磨料磨损试验中,在3 kg和5 kg两种不同载荷下,Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料耐磨性优于高锰钢的耐磨性,而且随着磨损时间的延长,复合材料的相对耐磨性不断提高。在3 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.39倍,在5 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.27倍,可见较低载荷下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料相对耐磨性较高。亚表层显微硬度测试表明,高锰钢和Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料在相同磨损时间下,5 kg载荷下的磨损硬化效果高于3 kg载荷下的磨损硬化效果。同时,纯高锰钢的磨损硬化硬度值最高可达到HV 580,而复合材料在较高载荷下由于陶瓷颗粒的保护,其高锰钢基体磨损硬化效果没有纯高锰钢明显。     

流变压铸成形AZ91D镁合金摩擦磨损性能的研究

采用MM-200型磨损试验机,研究了干滑动摩擦条件下流变压铸成形的AZ91D镁合金在不同热处理状态下的摩擦磨损性能。试验结果表明,流变压铸成形的AZ91D镁合金的磨损速率和摩擦因数均随着载荷的增加而增大,当载荷增大到250 N之后,其磨损质量损失反而降低。随着磨损时间增加,材料的磨损质量损失成线性比例迅速增加,其摩擦因数在0.215~0.23范围内波动。对磨偶件的转速越高,流变压铸成形镁合金的磨损质量损失越大,摩擦因数越小。T4和T6热处理在一定程度上改善了材料的耐磨性能。     

TiC/Fe基复合材料的耐磨性能研究

采用真空消失模铸造结合SHS技术制备TiC/Fe基表面复合涂层,研究了涂层的硬度及其耐磨性。在MMW-1型销盘式摩擦磨损试验机上,分别采用TiC涂层和基体材料作为试样,研究了不同载荷条件下两种材料的磨损机理。结果表明:随着载荷的增大,TiC涂层和基体材料的磨损量均增加。在不同的载荷条件下,TiC涂层的耐磨性能均优于基体材料的耐磨性能,其磨损机制主要为磨粒磨损。     

颗粒增强铝基梯度复合材料的摩擦磨损性能

摘要采用新型喷射沉积技术制备SiC体积分数呈连续分布(0～30%)的Al-Si基梯度复合材料,利用MG-2000型销-盘磨擦磨损试验机,研究不同滑动转速和载荷对该梯度复合材料摩擦磨损性能的影响.采用SEM和MHV-2000型维氏硬度计研究该梯度复合材料的显微组织、硬度及其耐磨性的梯度分布规律.结果表明随着滑动转速和载荷的增大,梯度材料的摩擦因数逐渐降低;材料的磨损率随载荷的增加而增大,随滑动转速的提高先增大后减小,在转速500 r/min时达到最大;对比研究沉积态与热压态材料的摩擦磨损行为,喷射沉积态由于孔隙等缺陷的存在,其磨损形式主要是磨粒磨损和剥层磨损;热压后,梯度材料的磨损形式以磨粒磨损和粘着磨损为主;随基体中SiC含量的逐渐增加,锭坯各部分硬度和耐磨性也随之提高.     

高锰钢组合辙叉心轨铸造工艺模拟与开发

模拟了高锰钢辙叉心轨的充型和凝固过程,确定了冒口尺寸.根据计算机模拟结果和辙叉心轨的几何形状的特殊性,确定了辙叉心轨的铸造工艺方案.采用平稳无气隙浇注系统,避免了在充型过程中气体和夹杂物的卷入.应用该工艺消除了缩孔、疏松、裂纹、晶粒粗大等铸造缺陷,成功开发了低成本高质量高锰钢辙叉心轨.     

铁路辙叉高能X射线照相技术

铁路道岔中辙叉的材质为奥氏体高锰钢。若使用超声波方法进行检测,由于内部组织晶粒粗大,透声性能极差,会严重影响检验的准确性。为了有效控制铁路辙叉的内在质量,介绍采用高能X射线加速器拍片的方法,检测奥氏体高锰钢辙叉中的铸造缺陷。该方法检测灵敏度高、底片清晰、缺陷定位准确且易于判断,能够对被检辙叉作出详细准确的质量评定。     

添加CeO_2对MoS_2基复合涂层摩擦学性能的影响

针对MoS_2基复合涂层耐磨性差和承载能力低的问题,以不同含量(质量分数)的CeO_2作为添加剂,采用喷涂法在GCr15钢表面制备MoS_2基复合涂层。利用摩擦磨损试验机和划痕仪分别研究涂层摩擦磨损性能和结合强度,并借助金相显微镜对涂层磨损形貌进行表征。结果表明:添加适量CeO_2可以改善涂层的摩擦磨损性能,其最佳含量为2%,此时摩擦因数和磨损量均最小,分别为0.232和0.011 3 mm~3;同时结合强度从22 N提高到28.29 N。涂层磨损量随载荷的增大而增大;而载荷小于8 N时,涂层的摩擦因数随载荷的增大而减小,当载荷大于8 N时,摩擦因数又有回升趋势。添加稀土后涂层的承载能力有明显提高。未添加稀土时,涂层产生严重剥离,并发生磨粒磨损;添加2%CeO_2后,涂层发生轻微磨粒磨损,耐磨性得到显著提高。     

高钒高速钢的冲击磨料磨损性能试验

以高铬铸铁(Cr26及高锰钢Mn13Cr2为对比材料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了高钒高速钢以鹅卵石为磨料时的冲击磨料磨损性能.结果表明,冲击功为0.5J时,高钒高速钢(V10)的耐磨性是高铬铸铁(Cr26)的2.1倍,是高锰钢(Mn13Cr2)的2.8倍.随13着冲击功的增大,高钒高速钢(V10)的耐磨性大幅下降,但其耐磨性仍高于高铬铸铁(Cr26)和高锰钢(Mn13Cr2).     

中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能

研究了冲击载荷大小对中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能的影响。结果表明，与高锰钢试样相比，当冲击载荷≤1．5J时，铸态耐磨钢有较好的耐磨性。     

高碳低合金耐磨钢的试验研究

对所研制的高碳低合金耐磨钢的强韧化、耐磨性及磨损行为进行了研究。结果表明,在中、低冲击磨料磨损条件下,试验钢的耐磨性优于中碳低合金耐磨钢和高锰钢。     

高浓度渗碳层组织与性能的研究

对高浓度渗碳层的组织与性能进行了研究，结果表明，高浓度渗碳在钢的表层形成大量弥散分布的碳化物，其渗层具有高的硬度和耐磨性以及低的摩擦系数，高浓度渗碳技术对那些承受重载，表面要求高耐磨性，高疲劳强度的零件仍然是一种最佳选择。     

激光功率对42CrMo钢激光熔覆层组织和摩擦磨损性能的影响

利用摩擦磨损试验探究不同激光功率下42CrMo钢激光熔覆层的耐磨性,采用SEM和OM观察了试样摩擦磨损前后的熔覆层组织形貌。结果表明:42CrMo钢基体的摩擦因数较大,且在该摩擦磨损后出现了严重的脆性剥落现象,激光熔覆层可以提升42CrMo钢的耐磨损性能;当激光功率为1600 W时,摩擦因数可降低至0.28,熔覆层表面SEM形貌较为光滑,耐磨性优异,熔覆层组织中的晶粒细化均匀,主要表现为细小的等轴晶,组织较为致密,从而提高了熔覆层的耐磨损性能。     

中锰高碳钢的冲击磨损性能及磨损机制

采用场发射扫描电镜(SEM)、MLD-10冲击实验机和硬度实验机等检测手段,对不同处理制度条件下的中锰高碳钢在中低冲击载荷条件下的耐磨性能与其磨损机制进行了研究。结果表明:低冲击载荷条件下,热轧态中锰高碳钢具有最优异的冲击磨损性能,远高于冷轧态与其他热处理制度下的中锰高碳钢,其磨损机制为剥削磨损与凿削磨损;在中等冲击载荷条件下,450℃保温15 min样品的冲击磨损性能最优越,且磨损机制为剥削磨损、凿削磨损与塑性变形。     

中碳低合金马氏体钢板的研制

介绍了中碳马氏体钢的化学成分、组织性能;制定了中碳马氏体钢的热处理工艺。实际装机试验表明,中碳马氏体钢衬板的相对在笥是高锰钢衬板的１．５２倍。     

火焰喷涂经1010／石墨复合涂层摩擦,磨损性能的研究

借助Ａｍｓｌｅｒ２０００磨损试验机等,对火焰喷涂尼龙１０１０／石墨复合涂层的摩擦磨损进行了研究,结果表明：该复合涂层较纯尼龙龙涂层更加优异的耐磨、减摩性能,在１．２ｍｓ＾－１,１２００Ｎ时,与４５钢的摩擦因数小于０．０５,１ｈ内磨损量低于１．２ｍｇ。     

变温条件下石墨形态对缸套铸铁磨损性能的影响

为了研究缸套铸铁材料石墨形态对其磨损过程的影响,选取了灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁3种具有不同石墨形态的铸铁材料为研究对象,分别在不同温度下对其进行了干摩擦磨损实验。结果表明:灰铸铁的摩擦系数及磨损量随温度的上升而上升,而蠕墨铸铁及球墨铸铁随温度的上升呈现先上升后下降的变化趋势;常温下灰铸铁的摩擦系数及磨损量最大,耐磨性能最差;高温时灰铸铁的摩擦系数及磨损量仍然最大,蠕墨铸铁的摩擦系数大于球墨铸铁,但磨损量最小,耐磨性能最优。     

Structure and tribological and mechanical properties of nitrogen electron-beam coatings dispersion-hardened by V(C, N) particles

The structure, wear resistance, and mechanical properties upon bending of nitrogen dispersion-hardened austenitic coatings obtained by electron-beam surfacing have been investigated. A parametric analysis of the dependence of the wear resistance of nitrogen coatings and coefficient of friction on the mass fraction of filler (nitrided ferrovanadium) has been conducted. An analysis of the experimental data indicates that the wear resistance of coatings dispersion-hardened by V(C, N) particles of different sizes is higher than the wear resistance of nitrogen coatings obtained by surfacing (via melting) a 60Kh24AG16 steel powder without filler and is considerably higher than the wear resistance of the steel 110G13. The difference in wear resistance grows with increasing loads upon tests. Nitrogen coatings are characterized by low coefficients of friction, high strength properties and adhesion, and satisfactory plasticity.