SLM成形Al-Cu-Mg 合金的摩擦磨损性能

铝合金具有低密度、高比强度、较好的耐蚀性等优点，被广泛应用于航空、船舶和汽车等领域；选区激 光熔化成形可以一次性成形复杂零件，具有良好的应用前景。对选区激光熔化（SLM）成形的Al-Cu-Mg 合金 摩擦磨损性能进行了研究，并与成分相近的铸造ZL205A合金性能进行对比，结果表明，采用SLM工艺成形可 细化合金晶粒，改变Al2Cu 的尺寸与分布，使晶粒细小均匀。与铸造ZL205A合金相比，SLM成形Al-Cu-Mg 合金的磨损率和摩擦因数均有不同幅度的降低。SLM成形Al-Cu-Mg 合金横截面的耐磨性最好，纵截面耐磨 性次之，铸造ZL205A的耐磨性最差。SLM成形Al-Cu-Mg 合金的磨损机制随着载荷的变化而不同：低载荷时 的磨损机制以磨粒磨损为主，粘着磨损和塑性挤出磨损并存；中载荷时的磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损并伴 随氧化磨损；高载荷时的磨损机制主要为剥层磨损、粘着磨损和氧化磨损的综合作用。     

Cu对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响

采用WS-4型非自耗电弧炉制备了含Cu的牙科用Ti-10Zr-xCu合金系,通过物相分析、显微组织观察、硬度和磨损性能测试等手段,研究Cu元素对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响。结果表明,该系列合金由α主相和少量的β相组成,随Cu含量的增加,合金中β相比例增大,且细晶强化作用逐渐加强。合金的维氏硬度从230 MPa增加到290 MPa,比Ti-10Zr合金高5%～26%。同时,随Cu含量增加,合金粘着磨损、磨粒磨损作用逐渐减弱,耐磨性显著提高。当铜含量为3%时,合金具有最好的综合力学性能。     

放电等离子烧结温度对W-9.8Ni-4.2Fe合金摩擦磨损特性的影响

本文研究了放电等离子烧结温度对W-9.8Ni-4.2Fe合金摩擦磨损特性的影响。结果表明:在脉冲电流峰值、基值、频率和初始加载平均电流分别为3000A、360A、50Hz和1200A的条件下,保温6min时,随着烧结温度的升高,烧结试样的摩擦系数与磨损量逐渐降低,材料的耐磨性能越来越好。分析磨痕形貌可知,低温烧结钨合金的磨损机制主要为磨粒磨损,随着烧结温度的升高,磨损机制逐渐变为粘着磨损。     

0Cr17Ni7Al钢的摩擦磨损行为研究

采用销盘式高温磨损试验机对0Cr17Ni7Al钢进行干滑动摩擦磨损试验,研究了该材料不同热处理状态、不同工况下的摩擦磨损行为,采用EDS、XRD、SEM分析磨损表面成分、形貌和磨面剖面结构,探讨0Cr17Ni7Al钢的磨损机理。结果表明:磨损率随着载荷的增加而增加,随环境温度的升高而升高。其中在环境温度25℃和200℃低载时,磨损形式主要以磨粒磨损为主,随着载荷增加变成由粘着磨损和磨粒磨损混合作用机制。200℃高载时候磨损形式主要以粘着磨损为主,400℃时开始出现疲劳磨损。环境温度25℃和200℃低载时固溶处理试样的耐磨性最好,而在400℃时最差。     

TC4合金在不同环境介质中的磨损行为及磨损机制研究

采用MPX-2000型销盘式摩擦磨损试验机,研究了TC4合金在空气、纯水和模拟海水环境下与GCr15轴承钢对磨时的磨损行为和磨损机制,评价不同环境介质对TC4合金耐磨性的影响。结果表明:TC4合金在模拟海水中的磨损率始终最高,明显高于其在纯水和空气中的磨损率,且在模拟海水中磨损时TC4合金腐蚀速度大大加快,可见腐蚀和磨损之间存在明显的相互促进作用。TC4合金在模拟海水中形成的润滑膜可以明显降低摩擦系数,因而不同工况下模拟海水中的摩擦系数始终较低,纯水中的摩擦系数略高于海水,而空气中的摩擦系数在0.50及0.75 m·s-1,1.02 MPa时明显高于纯水和海水,在0.75 m·s-1,2.55 MPa时反而略低于纯水和模拟海水。TC4合金在空气中的磨损机制为氧化磨损并伴有一定程度的磨粒磨损和粘着磨损;在纯水中的磨损机制为磨粒磨损;而在模拟海水中则为疲劳磨损和磨粒磨损混合作用机制。     

多场耦合烧结Fe-2Cu-2Ni-1Mo-0.8C合金的摩擦磨损性能

采用电场、磁场、应力场和温度场多场耦合成形与烧结一体化技术制备高致密Fe-2Cu-2Ni-1Mo-0.8C合金,利用光学显微镜和扫描电镜对该合金的显微组织以及磨损表面进行观察和分析,重点研究耦合外加脉冲磁场对合金耐磨性能的影响。结果表明,在电场、应力场和温度场三场耦合放电等离子烧结技术的基础上进一步耦合适合的脉冲磁场,可明显改善烧结合金微观组织和合金元素分布的均匀性,不仅提高合金的耐磨性,同时还可显著提高合金的耐磨性能均匀性。在峰值电流、基值电流、频率、占空比分别为2700A、360A、50Hz和50%的脉冲电流以及烧结压力为30MPa的条件下烧结铁基合金粉末3min,耦合外加脉冲磁场强度为2.36×106A/m时,烧结材料的耐磨性能最佳,合金的磨损机制主要为粘着磨损。     

载流条件下Cu-Ag-Fe合金的摩擦磨损行为

研究了电流强度、滑动速度和载荷对Cu-Ag-Fe合金的磨损性能的影响.结果表明：由于Fe元素的时效析出强化作用,Cu-Ag-Fe合金的电磨损性能比Cu-Ag合金高出2倍多,大大提高了该合金的使用寿命.随电流强度、滑动速度和载荷的增加,合金的质量磨损率明显增加.在受电滑动条件下,磨损形式以粘着磨损,磨粒磨损和电侵蚀磨损为主,并且随着电流强度的增加,粘着磨损现象加剧.     

钒含量对D2模具钢耐磨性的影响

研究了钒含量的变化对Ｄ２模具钢耐磨性的影响。在ＭＬ—１０耐磨机和Ｍ—２００耐磨机上分别进行了磨粒磨损和金属间滑动磨损试验，获得了两种磨损条件下Ｄ２模具钢的钒含量—耐磨性变化曲线。根据Ｄ２钢试样磨损表面形貌，分析了磨损机制。根据热处理制度的不同，讨论了在不同钒含量下Ｄ２模具钢的各种显微组织因素对其耐磨性的影响。研究表明，钒含量的变化对Ｄ２模具钢的耐磨性有重要的影响，钒含量的这种作用体现在它对Ｄ２钢组织因素的改变上。在组织因素中，残余奥氏体的存在对各种磨损条件下Ｄ２钢的耐磨性是十分有益的；大块的一次碳化物提供了优越的耐磨粒磨损能力。     

0.3C-Cr-W渗氮轴承钢的微动摩擦磨损性能

利用SRV-4高温摩擦磨损试验机对0.3C-Cr-W高性能渗氮轴承钢进行了微动磨损试验,分别改变载荷和频率,研究了表面离子渗氮对摩擦磨损性能的影响.结果表明:试验钢表面渗氮后渗层厚度为238.45 μm,其中白亮的化合物层厚度为9μm,主要为γ'-Fe4N和VN两种相;渗氮后试样表面的白亮化合物层具有减小摩擦因数和提高耐磨性的作用;渗氮前后试验钢的磨损机制相同,前期以粘着磨损为主,以磨粒磨损为辅;磨损后期转变为以磨粒磨损为主,以粘着磨损为辅;渗氮前试验钢的磨损体积是渗氮后的3倍以上,表面离子渗氮后试验钢的抗微动磨损性能有明显的提高.     

Cu-Cr-Zr-Nb合金组织及耐磨性研究

借助Nb元素在Cu-Cr-Zr合金中的作用,通过真空感应熔炼结合两步轧制-时效工艺制备Cu-Cr-Zr-Nb合金,并对其组织及耐磨性进行了研究。结果表明：经过两步轧制-时效工艺的合金中存在着大量的位错、纳米析出相和纳米变形孪晶,使合金的强度显著提升。通过Nb元素合金化,在合金中引入了均匀分布的Cr2Nb微米颗粒,同时在合金中存在微米和纳米尺度Cr颗粒,利用微米和纳米颗粒的协同强化使合金的性能提升。针对其耐磨性,铸态合金的摩擦系数在0.6以上,体积磨损量随实验载荷的增加而增加。经过轧制-时效工艺,由于合金强度和硬度的提升,其摩擦系数下降至0.6以下,体积磨损量稳定在0.2 mm3以下,磨损机制主要以粘着磨损和疲劳磨损为主。     

铜银合金线材载流摩擦磨损行为研究

在改造过的MS-T3000摩擦磨损试验机上,以黄铜为摩擦副对热型连铸技术制备的铜银合金线材进行载流摩擦磨损试验,研究了电流对铜银合金导线载流摩擦磨损行为的影响.结果表明,电流强度对铜银合金干摩擦磨损行为有显著影响.电流在0～15 A范围内,随着电流的增加,摩擦系数与磨损率变化基本一致,呈现先减少后增加的趋势.电流较小时,接触电阻也比较小且较稳定;电流高时,接触电阻比较大,波动剧烈,而且有电弧出现.铜银合金导线在带电条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及以电化学作用为主的氧化磨损或腐蚀磨损.     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结（MA-SPS）制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液（SBF）中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V （TC4）合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5 μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.      

塑料模具钢NAK80和S136的耐磨性能对比研究

以预硬化塑料模具钢NAK80和S136为研究对象,对比研究了两者的显微硬度、金相组织以及不同载荷下的摩擦磨损行为。结果表明:NAK80钢金相组织为板条状马氏体和粒状贝氏体,S136钢的金相组织为铁素体基体和细小碳化物,显微硬度(HV)分别为405.01±10.63和354.21±6.14。NAK80和S136钢的摩擦系数均随着载荷的增加而降低,在60 N时,两者都达到各自最低的摩擦系数(0.34和0.37),当载荷增加至80 N,摩擦系数反而上升。整体而言,S136的摩擦系数高于NAK80。不同载荷条件下,NAK80的磨损行为具有高的载荷敏感性;而S136具有更加稳定的耐磨性。低载荷时,以磨粒磨损和剥层磨损为主,NAK80耐磨性优于S136;高载荷时,以粘着磨损和磨粒磨损为主,S136钢耐磨性优于NAK80。     

磨粒磨损微观形态及变迁

在 SEM 电镜中直接观察研究了退火态和率火、回火态钢的单颗粒磨粒磨损过程,发现随侵入比的增加磨损形态由犁沟向堆积形成,进而过渡到切削磨损形态。但是二者的磨损率、形态的变迁、临界侵入比(D_p~*、D_p~(**))与其硬度之间有着不同的关系,由此建立了淬火、回火钢的磨粒磨损耐磨性与硬度的新关系式。     

WC对合金化烧结硬化钢的性能影响

应用粉末冶金烧结合金化及温压成形技术,制备了Fe-Mo-Mn-Cu-W-C烧结硬化钢摩檫材料,研究了该材料的组织结构和性能.结果表明:加入经过特殊处理的合金化元素后,烧结硬化钢的主要金相组织为珠光体、下贝氏体以及少量铁素体,材料的密度、强度、硬度及基体的耐磨性大幅度提高.Mn-Mo合金在高碳保护下加入到基体中,在烧结过程中产生了部分液相,因而促进了致密化过程.W以碳化物的形式加入到Fe-Mn-Mo-Cu-C烧结硬化钢基体中,起到了弥散强化的作用,材料的磨损量显著降低.     

NiCrWRE合金粉末喷熔层和SAE52100球-盘摩擦副摩擦性能研究

在45#钢表面制备了NiCrWRE合金粉末喷熔层,利用球-盘摩擦试验,进行了NiCrWRE合金粉末喷熔层与SAE52100钢球的干摩擦磨损试验研究.结果表明:NiCrWRE合金喷熔层具有良好的耐磨性和较低的摩擦系数,在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观切削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,喷熔层表面形成了致密的氧化物膜,有效地降低了磨损率.     

碳纤维质量分数对Al2O3弥散强化铜复合材料的载流摩擦磨损性能影响

通过内氧化法制作出一种Al₂O₃弥散强化铜-碳纤维复合材料,研究了不同碳纤维质量分数对材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明,碳纤维的加入会影响材料的力学性能,明显降低弥散强化铜材料的摩擦系数和磨损量,提升材料的载流稳定性和载流效率。随着碳纤维质量分数的升高,材料的磨损机制由粘着磨损、熔融堆积变为粘着磨损;随着碳纤维质量分数的进一步增加,材料的磨损形式变为轻微的磨粒磨损,说明碳纤维能够在载流摩擦中起到良好的润滑作用。     

热处理工艺和磨损冲击功对变质Mn8钢耐磨性的影响

研究了不同热处理工艺和磨损冲击功对变质Ｍｎ８钢耐磨性的影响。结果表明,在相同的热处理工艺条件下,变质Ｍｎ８钢的耐磨性随磨损冲击功的增大呈先增后减的规律,在１Ｊ磨损冲击功处出现耐磨性峰值;在１Ｊ磨损冲击功条件下,变质Ｍｎ８钢的耐磨性以弥散处理时最好,固溶处理时次之,时效处理时最差,且耐磨性随时效温度的提高而降低;在０．５Ｊ、１Ｊ和２Ｊ磨损冲击功时,变质Ｍｎ８钢的主要磨损机制分别为显微切削＋凿坑变形、显微切削＋浅小凿坑＋轻微剥落、累积变形疲劳剥落;最佳耐磨性时的磨损机制为显微切削＋浅小凿坑＋轻微剥落     

CSiMnCrVNb细晶钢的组织与性能

对于微合金化的碳的质量分数为0.15%～0.35%的CSiMnCrVNb合金钢,通过控制锻造比获得11～12级奥氏体原始晶粒.研究了试验钢的磨擦磨损行为,结果表明:于摩擦磨损条件下,碳含量较低的试验钢随载荷及磨损速度的增加,其磨损形式逐渐由显微切削转变为严重的粘着磨损并伴有疲劳剥落现象;碳含量较高的试验钢随载荷和磨损速度的增加,其磨损形式仍以显微切削为主,但犟沟变宽、加深,并伴有轻度粘着磨损及疲劳剥落现象.在动载冲击磨损条件下,其磨损形式以磨料磨损为主.碳的质量分数为0.35%的试验钢具有较好的组织、综合力学性能,在磨损过程中既可以抵抗石英砂磨粒的切削,又可以减少表面金属的剥落,表现出较佳的耐磨性.