T10钢的干滑动摩擦学行为与晶粒尺寸的关系

使用面面接触的盘-销试验机研究T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦学性能,分析了钢的磨损行为与奥氏体晶粒尺寸的关系。结果表明,T10钢的奥氏体晶粒尺寸从1次淬火的32 mm减小到5次淬火的约5 mm,强度和韧性得到明显提高,而其应变硬化指数略有减小。晶粒细化基本上不影响T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦系数,但是其耐磨性明显提高。具有较小应变硬化指数的细晶钢的磨损表面优良的摩擦诱发硬化特性,是其耐磨性提高的主要原因。T10钢的磨损机理,主要是犁削伴随的轻微接触疲劳磨损。     

AZ80A、ZK60A和ME20M镁合金干摩擦学性能研究

镁合金被广泛应用于航空航天、汽车及军事等领域,但其摩擦学性能对零部件的服役寿命和可靠性具有重大影响.本研究采用往复式球-盘摩擦方式,通过与GCr15钢球配副,研究干摩擦条件下AZ80A、ZK60A和ME20M镁合金在不同滑动速度和载荷条件下的摩擦磨损行为.采用扫描电子显微镜和能谱仪分析镁合金的显微结构及磨损机理.结果表明:当滑动速度超过0.10 m/s时,随着速度的增加,合金的摩擦系数逐渐降低,而磨损率则先减小后增大,其原因在于摩擦热的作用导致摩擦表面形成了氧化物,同时材料表面软化,剪切力降低,使摩擦系数和磨损率不断减小;当滑动速度增加到0.20 m/s时,摩擦表面温度升高,金属软化导致磨损表面金属氧化物剥落,增大了合金的磨损率.随着载荷的增加,合金的摩擦系数和磨损率持续降低.干摩擦条件下镁合金的磨损机理逐渐由磨粒磨损和塑性变形转变为磨粒磨损、氧化磨损、粘着磨损和塑性变形.与ZK60A和ME20M相比,AZ80A镁合金表现出较好的摩擦学性能,这归因于合金的高硬度、β-Mg17 Al12硬质相的支撑作用以及摩擦过程中形成的氧化物.     

铁道货车用高分子斜楔材料的摩擦磨损性能研究

对交叉支撑转向架摩擦减振装置所用的三种高分子材料斜楔的摩擦磨损性能及磨损机理进行了研究.结果表明:三种高分子材料斜楔与T10磨耗板配对时的摩擦系数基本没有差异,都明显低于传统的ADI斜楔与45钢组成的配对副;从磨损量角度来讲,三种高分子材料组成的斜楔与T10磨耗板配对时的体积磨损量远远低于45钢与ADI配对副的体积磨损量.     

45CrNi摩擦磨损性能研究

利用销盘摩擦磨损试验机,考察了干滑动摩擦条件下滑动速度、接触压力对45CrNi摩擦副摩擦磨损性能的影响.研究结果表明:在相同的试验条件下,530 ℃回火销的磨损率、摩擦系数较大;磨损率与硬度并不成绝对的反比关系.材料的磨损率随着接触压力、滑动速度的增加而增大;摩擦系数随着接触压力的增大而减小.     

在点线接触条件下钢/钢摩擦副的干摩擦高温减摩抗磨性能的研究

用多功能SRV实验机评价了钢/钢摩擦副在干摩擦条件下的的高温减摩抗磨性能,并对高温磨损机理进行了探讨.结果表明,钢/钢摩擦副的高温摩擦系数随着实验负荷的增加呈下降趋势,而随着实验时间的延长呈增长趋势.钢/钢摩擦副的线接触高温摩擦系数明显比点接触时的高温摩擦系数大,SPHC/GCr15摩擦副的高温摩擦系数明显高于GCr15/GCr15摩擦副的高温摩擦系数.钢球在点接触条件下的磨损随实验负荷的增加呈线性增长趋势,而钢柱在线接触条件下的磨损随实验负荷的增加呈线性降低趋势.在相同负荷下,SPHC/GCr15摩擦副的磨损要较GCr15/GCr15摩擦副的磨损略微大.钢/钢摩擦副在高速度下的磨损机理主要是磨粒磨损,而在较低速度下主要是磨粒磨损和粘着磨损.     

直流稳恒磁场对45钢摩擦磨损性能的影响

大气条件下,研究不同强度的直流稳恒磁场对45钢干滑动摩擦磨损性能的影响.结果表明:与无磁场条件下相比,材料的摩擦系数降低,磨损量明显减少,磨损表面光滑,磨屑细化.微观分析表明,45钢在磁场条件下磨损后,表面生成更多的氧,认为氧化磨损及磨屑的润滑作用是磁场降低摩擦系数、减轻磨损的主要原因.     

不同摩擦条件下MoS2-Ti3SiC2的摩擦学性能

采用热压烧结法制备MoS2添加量为4%(质量分数)的Ti3SiC2复合陶瓷,并研究其与GCr15钢在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损特性及磨损机制.结果表明,Ti3SiC2复合陶瓷与GCr15钢在干摩擦时,随时间的变化,占主导地位的磨损机制发生了变化,从以磨粒磨损为主转变为以粘着磨损为主.摩擦系数为0.176～0.283,磨损率最大为2.657×10-6mm3·N-1·m-1.油润滑条件下摩擦系数为0.062～0.134,磨损率在10-7～10-6mm3·N-1·m-1之间.复合陶瓷的干摩擦系数略高于单相Ti3SiC2的摩擦系数0.17.     

稀土渗碳对GCr15钢激光熔凝层摩擦行为的作用

为了提高在航空航天和民用等领域中广泛使用的GCr15钢的表面强度及耐磨性能,采用激光熔凝方法对GCr15钢表面稀土渗碳层进行改性处理,研究了稀土渗碳对激光熔凝改性层摩擦系数及磨损量的影响.结果表明:稀土渗碳使GCr15钢表面激光熔凝改性层的摩擦系数有所下降且在整个摩擦过程中波动较小,磨损失重为未经改性处理的基体材料失重的14%(质量分数);随着摩擦时滑动距离的增加及载荷的加大,稀土渗碳激光熔凝改性处理降低磨损失重的作用也显著增大;稀土渗碳层的磨损形式为犁沟磨损,而稀土渗碳激光熔凝处理的改性层则属于局部擦伤型;稀土渗碳在钢表面激光熔凝处理中的作用主要表现为细化晶粒、微合金化、净化和改善组织致密性.     

两种无机填料改性双马来酰亚胺的摩擦学性能研究

利用盘销摩擦磨损试验机，分别研究了氧化铜和硅灰石两种无机填料对双马来酰亚胺与硬铝合金的滑动摩擦损性能的影响。结果表明：两种填料加入都可以改善双马来酰亚胺的摩擦学性能，随氧化铜用量增加，滑动副的摩擦系数和耐磨性均增加；随硅灰石用量增加和粒径减小，滑动副的耐磨性提高，摩擦系数减小。扫描电镜的分析表明，硅灰石和氧化铜提高滑动副磨性的原因是它们促进了双马来酰亚胺在铝环表面形成牢固的转移膜。     

高强石墨/SA 508 Gr3钢摩擦副的摩擦磨损性能

对两种高强石墨与SA 508Gr3钢配对摩擦副的摩擦系数进行了测试,研究了试验载荷、润滑方式以及γ射线辐照对摩擦系数的影响,并用扫描电子显微镜观察了试验后的摩擦表面形貌。结果表明:高强石墨A的干摩擦系数在载荷为490N时最小,载荷为1 470N时最大;在硼酸溶液中,高强石墨A的摩擦系数比干摩擦时的要小;高强石墨A经大剂量γ射线辐照后,其摩擦系数基本不变;高强石墨B的干摩擦系数在载荷为980N时最小,载荷为490N时最大;与石墨对磨时,SA 508Gr3钢表面可形成均匀连续的转移膜,其表面光滑,从而降低了摩擦磨损。     

不同基体热浸镀铝镀层组织和高温磨损行为

选取45钢和H13钢进行热浸镀铝和高温扩散处理,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等微观分析手段表征镀层物相、形貌和成分。采用销盘式高温磨损试验机对比研究不同基体下镀层的干滑动高温磨损行为,并探讨其磨损机制。结果表明:扩散层均以FeAl和Fe_3Al韧性相为主,两相之间界面周围存在平行于表面的Kikendall孔洞;镀层与45钢基体过渡平缓,结合良好,而与H13钢界面之间存在颗粒聚集,导致镀层与H13钢基体结合较差;45钢镀层在400℃/50~200N具有较好耐磨性,随环境温度升高,出现轻微-严重的磨损转变;H13钢镀层在400℃磨损率较低,在600℃也仅略高于400℃;Fe-Al镀层的磨损机制以氧化轻微磨损为主,45钢镀层在600℃出现塑性挤出磨损。     

不锈钢表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响

以超高分子量聚乙烯软骨材料为销样,316不锈钢硬骨材料为盘样,在自制的销－盘式磨损试验机上考察了不锈钢盘样表面粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响,并利用光学显微镜观察了摩擦副表面的形貌,结果表明,在干摩擦条件下,表面粗糙度对超高分子量聚乙烯的摩擦磨损有较大影响,存在着适合的表面粗糙度范围,使超高分子量聚乙烯摩擦系数,磨损率最小。     

电弧离子镀TiN薄膜的往复滑动摩擦学行为研究

采用电弧离子镀技术在不锈钢基片上沉积了TiN薄膜,利用显微硬度计测量了薄膜的表面硬度.采用球-盘式摩擦磨损实验机对比研究了基片和薄膜在与GCr15配副的情况下,二者在空气中干磨擦状态下的摩擦磨损性能;利用扫描电镜(SEM)、能量衍射谱仪(EDS)和表面粗糙度台阶轮廓仪对薄膜的磨损区域进行了微观分析.实验结果表明,随着法向载荷和往复速率的增大,薄膜和基体的摩擦系数都减小,但薄膜的摩擦系数始终小于基体的摩擦系数.不锈钢基体与GCr15配副时,基体磨损较大,此时的磨损机制是犁削磨损和磨料磨损;而TiN薄膜与GCr15配副时,薄膜不仅无磨损,而且其表面将形成一层具有润滑作用的移着膜,此时的磨损机制主要是磨料磨损,因此在不锈钢基体上沉积TiN薄膜有利于提高基体的耐磨性.     

温度对MoSi2／SiC配对副高温摩擦磨损性能的影响

在XP-5型高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2/SiC配对副在700～1100℃时的高温摩擦磨损性能,并用SEM扫描电镜和X射线衍射仪观察和分析了MOSi2/SiC磨损面的形貌与相组成.结果表明,MoSi2/SiC摩擦副在700～1100℃高温滑动时,摩擦系数随着温度的升高而下降;MoSi2的磨损率先随温度的升高而增加,并于1000℃达到极大值后下降;MoSi2的磨损机理主要表现为粘着、研磨和塑性变形等形式,对摩件SiC则随温度升高呈现出磨损增重现象,其主要磨损机理由700℃时的粘着磨损逐渐转化高温氧化磨损.     

镍基复合材料在水环境中的摩擦学性能及磨损机理研究

本文考察了Ni-SiC-石墨系复合材料在水环境中的摩擦学性能,并研究其磨损机理.结果表明:复合材料在水环境中的摩擦系数比干摩擦降低了一半左右,磨损率仅为干摩擦下的1/15,水环境中,负荷和速度的变化对摩擦系数的影响不大,摩擦系数基本保持在0.28～0.32之间,磨损率随负荷和滑动速度的增加而不断增加.磨损表现为机械微切削;摩擦副表面吸附水的边界润滑作用以及水的冷却作用使材料容易耗散摩擦热,塑性变形减小,严重粘着磨损明显减轻.水的存在使不锈钢偶件更容易发生氧化,同时暴露于磨损表面的SiC以及由于水的渗透而导致与基体脱粘的SiC,易被氧化生成SiO2,进而SiO2发生水合反应在磨擦对偶表面生成不均匀的SiO2·nH2O水合反应膜,起到了一定的减磨润滑作用,显著降低摩擦系数和磨损率.     

Ce-TZP-(Al2O3)陶瓷与Cr12钢的摩擦磨损行为

本文研究了Ｃｅ－ＴＺＰ－（Ａｌ２Ｏ３）陶瓷在不同载荷（１００￣５００Ｎ），不同介质环境（空气、水、醋酸、氨水）下与Ｃｒ１２钢的磨擦磨损特性。根据磨损前后摩擦副表面形貌特征下相成份变化，分析了氧化锆陶瓷的磨损机理。１０００Ｎ时，干摩擦摩擦系数与磨损率较高，此时磨损机理以磨粒磨损为主，在液体介质中摩擦系数与磨损率都较低，磨损机理以分层剥落为主；２００Ｎ以上时，陶瓷摩擦面上发生马氏体相变，磨损机理以脆性     

精密喷射成形HM1钢摩擦磨损性能研究

为了探索提高HM1钢耐磨性能的制备新途径,采用往复式滑动干摩擦实验研究了精密喷射成形HM1钢摩擦磨损性能并对其磨损机制进行了分析,同时还与铸态材料进行了对比.结果表明:不同载荷下,喷射态和喷射回火态HM1钢摩擦系数均低于铸态;当载荷为100 N时,与铸态相比,喷射态磨损量比其低约34%,喷射回火态磨损量比其减少约48%.对磨痕形貌分析表明,当载荷为40 N时,铸态试样以粘着磨损为主,当载荷为100 N时,转换为粘着磨损与磨粒磨损共存,并伴随严重的氧化磨损;对于喷射态和喷射回火态试样,则以磨粒磨损为主,氧化磨损减轻.     

40CrNiMoA钢表面复合强化后高速干摩擦下的磨损性能

采用石墨和Cr12MoV电极分别对40CrNiMoA表面进行强化处理,然后用离子束增强沉积(IBED)涂覆Cu,形成表面复合强化层.选择滑动摩擦速度为100m/s,实验力为20N,考察了40CrNiMoA复合强化后与1Cr18Ni9Ti不锈钢摩擦副在高速滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并用SEM观察分析了磨损表面.结果表明:高速滑动干摩擦下,复合强化层具有减摩耐磨性能,Cr12MoV Cu复合强化后比未处理试样的耐磨性提高4倍以上.Cr12MoV Cu和石墨 Cu复合强化后的摩擦系数平均值为0.05左右,而未处理试样为0.1.磨损形式为磨粒磨损和严重的塑性变形,并有少量的剥落,表面存在微裂纹与熔斑.     

锌黄铜-高速钢互配副的磁场干摩擦特性研究

为研究直流磁场对抗磁性和铁磁性材料干滑动摩擦学特性的影响,选取锌黄铜和高速钢为实验对象,采用互配副方式利用改进的MPV-1500型摩擦试验机研究了在载荷150 N和滑动速度0.4 m／s工况时锌黄铜和高速钢材料的磁场干摩擦学特性．结果表明:随着磁场的施加和增大,高速钢销和环的磨损率均有减小趋势,而锌黄铜销的磨损率有增大趋势,其环的磨损率却相反,互配副的摩擦系数均有降低趋势;磁场的施加和增大,有利于降低铁磁性材料的磨损,不利于降低抗磁性材料的磨损,含铁磁性材料的摩擦副的摩擦系数均有降低趋势;在抗磁性锌黄铜背面添置铁磁性材料,可克服磁场对锌黄铜干摩擦学特性的不利影响;装卡装置的磁性影响试验研究结果．     

电流密度对Ni-W合金镀层摩擦磨损性能的影响

现有的Ni-W合金镀层摩擦磨损性能研究较少涉及镀层制备条件的影响。在不同电流密度下采用脉冲电沉积法在45钢表面制备了Ni-W合金镀层,测试了Ni-W合金镀层在干摩擦及油润滑摩擦条件下的摩擦磨损性能,并观察磨损形貌,分析其磨损机理。结果表明:在干摩擦状态下,随着电流密度增加,Ni-W合金镀层的磨损量逐渐降低,但摩擦系数逐渐升高,45钢的磨损主要是黏着磨损中的擦伤磨损,Ni-W合金镀层主要为磨粒磨损,个别存在少量疲劳磨损;在油润滑摩擦状态下,随着电流密度增加摩擦系数保持稳定,磨损量逐渐降低,Ni-W镀层与45钢的磨损形式均为磨粒磨损,45钢存在少量疲劳磨损。