钛合金表面激光熔覆Ni基梯度涂层的研究

为了改善Ti6Al4V钛合金表面耐磨性能和抗高温氧化性能,采用CO2激光在Ti6Al4V钛合金表面进行激光熔覆Ni基梯度涂层试验.利用扫描电镜和显微硬度计等手段分析了熔覆层组织,测试了基体和熔覆层的显微硬度.结果表明,采用适当的工艺参数,可以在钛合金表面获得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层.熔覆层组织由树枝晶和晶间共晶组织构成,并与基体形成牢固的冶金结合.由基体到表面,显微硬度过渡平稳,呈明显梯度渐变特征.     

Y2O3对钛基激光熔覆层组织及性能的影响

针对Ti811钛合金硬度低、耐磨性差的问题,以TC4粉、Ni45A粉和Y₂O₃粉为原料,采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811钛合金表面进行了激光熔覆制备耐磨复合涂层的实验,分析了熔覆层的组织和相组成,测试了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损等力学性能。研究表明:复合涂层组织由枝晶TiC、依附生长于枝晶TiC表面的纳米颗粒TiC、生长于基体表面的等轴球形（近球形）TiC、金属间化合物Ti₂Ni、增强相TiB、TiB₂及基体α-Ti组成,所有生成相呈均匀弥散分布状态;涂层中等轴球形（近球形）TiC和Y₂O₃构成了复合相结构,经二维点阵错配度计算表明,Y₂O₃的（111）晶面与TiC的（110）晶面的二维点阵错配度δ=6.54%,因此Y₂O₃可作为TiC的有效异质形核核心细化晶粒;涂层的显微硬度处于HV_0.5 655~700之间,较Ti811基材提高了约1.6~1.8倍;涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,摩擦磨损性能较基材显著提升。      

Ti6Al4V合金激光原位制备TiN枝晶增强梯度复合表面层

利用连续波2kW Nd-YAG激光在Ti6Al4V合金表面原位制备TiN枝晶增强梯度金属基复合材料表面层，并研究了该表面层的显微组织和磨损性能。结果表明：该表面层沿激光熔化深度具有明显的梯度结构，表面层与Ti6Al4V基体之间呈现良好的冶金结合，Ti6Al4V的表面硬度及耐磨性得到了显著增强．     

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明：钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为Fe2Ti4O AlV3,白色颗粒为结晶析出的Al3V0.333 Ti0．666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为CaO、CaTiO3和HA,灰色相为β-TCP及Ca2Ti2O6,白色颗粒相为TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0．2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0．2。     

钛基梯度功能涂层磨损和腐蚀行为研究

为开发在超高温、大温差条件下具有热应力缓和功能的新型耐磨耐蚀涂层,在钛合金表面Nd∶YAG激光制备了梯度功能涂层,SEM观察了微观组织结构,XRD分析相组成并测定了摩擦磨损和耐腐蚀性能。结果表明原位自反应生成的TiC球状增强体弥散均匀分布在FGL中,微观组织为粗大和不完整的树枝晶、相对较细小的等轴和近等轴晶及细小短纤维状形态。FGL和N-FGM耐磨、耐蚀性能优异;摩擦系数和磨损率显著降低,其平均值是Ti600基体的0.3～0.5倍;腐蚀电流和电阻值分别为Ti600的0.72和1.31倍。     

激光熔敷Ti5Si3/(NiTi2+β+Ti5Si3) 复合涂层组织与耐磨性

为了提高钛合金的干滑动磨损耐磨性能，以Ti-Si-Ni混合合金粉末为原料对BT9钛合金进行激光熔敷处理，制备出以金属间化合物Ti5si3为耐磨增强相的快速大“原位”耐磨复合涂层，利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的成分及显微组织结构，在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明：涂层中Ti5Si3初生相均匀分布于NiTi2-β－Ti5Si3共晶基体上，整个涂层组织均匀、致密、无气孔、无裂纹；涂层与钛合金基材形成了良好的冶金结合，涂层具有很高的硬度，在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。     

Ti6Al4V合金激光原位合成自润滑复合涂层高温摩擦学性能

为提高Ti6Al4V合金的高温摩擦学性能,采用激光熔覆技术在其表面原位合成多相混杂金属基高温自润滑耐磨复合涂层,熔覆粉末的成分为Ni60-16.8%TiC-23.2%WS_2(质量分数,下同),系统地研究复合涂层的显微组织、物相结构及其在20,300,600,800℃下的摩擦学性能和相关磨损机理。结果表明:复合涂层的显微硬度(701.88HV_0.5)约为基体(350 HV_0.5)的2倍;由于原位合成固体润滑相(Ti_2SC/TiS/NiS/TiO/TiO_2/NiCr_2O_4/Cr_2O_3)和硬质相(W,Ti)C_1-x/TiC/Cr_7C_3的协同作用,复合涂层的耐磨减摩性能明显优于基体。随着温度升高,涂层和基体的摩擦因数和磨损率均呈下降趋势,在800℃时复合涂层和基体的摩擦因数分别为0.32和0.43,磨损率分别为1.80×10^-4,2.92×10^-5mm/Nm。在800℃下塑性变形、分层和氧化磨损为基体主要磨损机理,复合涂层以氧化磨损和轻微的黏着磨损为主。     

AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al3Ti复合涂层的耐腐蚀性能

为了提高AA6063铝合金的性能,采用激光熔覆技术在AA6063铝合金表面制备了TiC增强Al3Ti复合涂层,研究了激光熔覆层的成分、显微形貌和耐腐蚀性能.结果表明:激光熔覆层由树枝晶Al3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,涂层和基材为良好的冶金结合;与基材相比,激光熔覆层的耐腐蚀性能显著提高,且随着TiC含量的增加,熔覆层的耐腐蚀性能提高.     

激光熔化沉积制备TiB+TiC/Ti6Al4V复合材料微观组织研究

激光熔化沉积制备的钛合金微观组织中常出现异常粗大的柱状晶粒,限制了其在复杂承力结构件方面的应用。为降低原始晶粒的尺寸,提高合金强度,本文基于原位自生反应原理,在Ti6Al4V粉末中添加少量的颗粒增强体B₄C得到混合粉末,并通过激光熔化沉积工艺制备出熔覆层以及多层钛基复合材料(TMC)。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和显微硬度仪等测试手段研究了B₄C的添加对Ti6Al4V合金微观组织的影响规律,并对其作用机制进行了分析。研究表明:B₄C的添加降低了原始β晶粒的尺寸,并强化了合金基体。当添加1wt.% B₄C颗粒时,晶粒的外延生长得到有效抑制,原始β晶粒开始出现柱状晶向等轴晶转变(CET)的趋势,柱状晶粒尺寸由原始的平均600 μm减小到50 μm。同时,B₄C与钛基体发生原位反应形成的混杂增强相TiB和TiC富集在晶界,构成三维网状结构,不仅限制了晶内α相的生长,同时也起到了第二相强化的作用,使基体的硬度较基材提高了15 %以上。     

TA15钛合金表面原位合成TiC增强钛基激光熔覆层的组织与耐磨性EI北大核心CSCD

采用激光熔覆技术在TA15钛合金表面原位合成TiC增强钛基涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究涂层的成形质量、微观组织、物相组成、硬度和摩擦学性能。结果表明:涂层主要由β-Ti,Co_(3)Ti,CrTi_(4)和TiC等物相组成,涂层与基体形成了良好的冶金结合。涂层结合区组织是平面晶和柱状晶,中部组织是树枝晶,顶部组织是等轴晶。涂层各微区的碳化钛形貌有显著差别,其中顶部和中部区域碳化钛为粗大的树枝状和花瓣状,而结合区为针状和近球状。涂层显微硬度最大值为715HV,约是TA15显微硬度(330HV)的2.1倍;同等条件下涂层磨损量为30.14 mg,约为TA15磨损量98.11 mg的30.7%。涂层与基体的磨损机制均为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损模式,但涂层的磨损程度较轻。     

Friction and wear behaviors of B4C/6061Al composite

The friction and wear behaviors of B₄C/6061Al composite were studied by considering the effect of sliding time, applied load, sliding velocity and heat treatment. The results show that, when the sliding time, applied load and sliding velocity reach critical values (namely 120 min, 30 N and 240 r min⁻¹, respectively), the mass loss and friction coefficient (COF) increase significantly. Severe delamination wear is the main wear mechanism after sliding for 120 min and under an applied load of 30 N. While fretting wear happens at a sliding velocity of 240 r min⁻¹. After solution-treated at 550 °C for 1 h and then aged at 180 °C for 15 h, the composite shows the highest wear resistance owing to the precipitation of β″ (Mg₂Si) phases in the matrix and the strong interface bonding between B₄C particles and the matrix alloy.     

差速器磨损原因分析

某汽车上的差速器定位销断裂,齿轮轴轴向移出,对定位销的断口形貌进行了分析,对齿轮轴和齿轮进行了磨损、硬度和金相组织分析,发现齿轮轴与齿轮组成的摩擦副由于进入异物,破坏油膜润滑,发生了磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损,导致了定位销断裂。     

高聚物磨损研究的近况

随着高分子材料的应用日益广泛，其磨损现象越来越受到重视。本文综述了近年来国内外学者在高分子材料磨损方面的研究工作，着重阐述了滑动磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损的研究进展。     

高碳铬轴承钢干滑动磨损机制的转化

本文通过干滑动磨损试验,系统地研究了经普通淬火和等温淬火处理的高碳铬轴承钢(GCr15)的干滑动磨损特性。研究结果表明,改变滑动条件会造成磨损作用机制的转化,而改变显微组织却只能影响磨损转化出现的快慢。研究还表明,与普通淬火处理工艺相比,等温淬火处理可使磨损转化的出现朝高载高速方向推移。     

接触线用铜合金剥层磨损行为

对高速电气化铁路接触线用Cu-Cr-Zr合金电磨损性能和磨损机制进行了研究.结果表明,在试验条件下,在合金接触线-黄铜粉末冶金滑块系统的电磨损过程中, Cu-Cr-Zr合金接触线的电磨损率随电流强度升高显著加强,由加载较小电流引起的磨损份额为0.16%～0.34%上升至电流强度较大时的7.82%～17.21%;未加载电流时,剥层磨损的体积损失在总磨损体积损失中所占比例高达94.70%,表明该机制为合金接触线主要机械磨损机制.     

A Review on Fretting Wear Mechanisms,Models and Numerical Analyses

Fretting wear is a material damage in contact surfaces due to micro relative displacement between them. It causes some general problems in industrial applications, such as loosening of fasteners or sticking in components supposed to move relative to each other. Fretting wear is a complicated problem involving material properties of tribo-system and working conditions of them. Due to these various factors, researchers have studied the process of fretting wear by experiments and numerical modelling methods. This paper reviews recent literature on the numerical modelling method of fretting wear. After a briefly introduction on the mechanism of fretting wear, numerical models, which are critical issues for fretting wear modelling, are reviewed. The paper is concluded by highlighting possible research topics for future work.     

热等静压Al2O3／SiC和SiCw／SiC陶瓷磨粒磨损行为的比较研究

通过ＳＥＭ观察和ＥＤＸＡ分析对Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ和ＳｉＣｗ／ＳｉＣ陶瓷的耐磨粒磨损性进行了比较研究。在低应力下，Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ陶瓷的耐磨性优于ＳｉＣｗ／ＳｉＣ陶瓷，而在较高应力下则相反。     

齿轮传动箱断裂失效分析及预防

齿轮传动箱在使用中产生疲断裂，通过电镜观察，金相检验力学性能测试及力计算等方法进行分析，找出了引起疲劳破坏原因，并提出了改进措施。     

Abrasion Behaviour of Boronized Layer

1.IntroductionBoronizing can evidently increase thesurface hardness and wear resistance of me-tallic materials[1].It is simple in technique,not expensive and widely used on tools,diesand some other parts which are easy towear.However the wear mechanism andbehaviour of boronized layer are not clearwhen abraded by mixed abradants such ascoal,hard mineral etc.[2,3].Several metallic materials commonly     

高铬铸铁耐泥沙磨损的机理探讨

在自制的模拟疏浚工况的立式泥沙磨损试验机上，对45钢和含碳量分别为2％和3％的高铬铸铁进行了泥沙磨损试验。运用扫描电镜观察了这几种材料在泥沙磨损条件下的磨损表面形貌，分析了它们的磨损机理。对于象45钢这类较软的材料，在泥沙磨损条件下，材料的磨损机理主要是显微切削和多次塑性变形。对于含有较多高硬度碳化物质点的高铬铸铁类材料，在泥沙磨损条件下，材料的磨损机理主要是基体组织的显微切削和碳化物颗粒的脱落。提出了在泥沙磨损条件下提高材料耐磨性的途径：一方面是如何减少基体组织的显微切削磨损；另一方面是如何使碳化物不易脱落，更好地起到保护基体的作用。