高矿化度水下铝锰合金腐蚀摩擦磨损性能的研究

用M-2000型摩擦磨损试验机对Al-0.90％Mn、Al-2.15％Mn和Al-2.86％Mn合金试样的腐蚀摩擦磨损性能进行了研究,并用LED-1430VP型扫描电子显微镜观察试样的磨痕形貌.结果表明:在高矿化度水条件下,载荷的增加使铝锰合金试样的磨损加重;相同材料试样在高速条件下磨损更加严重;随着锰含量的增加,试样的耐磨性能更好.     

吕孟合金及其复合材料的滑动摩擦磨损性能

在M-2000型磨损试验机上分别对铝锰基复合材料、铝锰合金与纯铝试样在有、无腐蚀液体条件下的滑动摩擦磨损性能进行了研究,并用LED-1430VP型扫描电子显微镜观察了试样的摩擦磨损表面进行形貌.结果表明,材料在有腐蚀液体情况下的切削磨损量明显高于无腐蚀液体时的粘着磨损量;铝锰基复合材料、铝锰合金、纯铝试样磨痕依次变深,磨屑变大;在锰含量相近的条件下铝锰基复合材料的耐磨性能优于铝锰合金.     

冲蚀角对Al2O3颗粒增强铝锰合金复合材料冲蚀磨损性能的影响

采用旋转冲蚀磨损试验对比研究了冲蚀角度(45°和90°)对共晶成分铝锰合金和AlO3,颗粒增强铝锰基复合材料抗冲蚀磨损性能的影响规律,分析了材料的组织特征及冲蚀磨损后磨痕形貌.结果表明:铝锰合金的铸态组织为锰在铝中的同溶体以及MnAl6和Al11Mn4相;而复合材料的铸态组织为在与铝锰合金相近的基础上分布着的δ-Al2O3颗粒.随冲蚀时间的延长,当冲蚀角为90°时,冲蚀磨损失重率缓慢递增,磨痕形貌主要是由正向应力造成的变形磨损,产生冲蚀坑;而在45°冲蚀角情况下,失重率先增后降,存在着极大值,磨痕形貌主要是由切向应力造成的切削磨损,形成犁沟.     

医用锻造CoCrMo合金等离子氮化微观结构及摩擦性能分析

采用高压直流等离子体氮化技术,对医用锻造钴铬钼合金进行表面氮化处理,考察了氮化温度及时间对钴铬钼合金摩擦性能及润湿性能的影响。运用XRD衍射仪及场发射扫描电镜分析氮化层物相组成及表面微观形貌;显微硬度计和光学动/静态接触角仪测试合金表面显微硬度及接触角数值;利用球-盘摩擦实验在干摩擦条件下对氮化层的摩擦磨损性能进行测试。实验结果表明：钴铬钼合金试样经直流等离子体氮化处理后,氮化层厚度、表面粗糙度及显微硬度值显著增加,亲水性能及耐磨损性能得到明显改善。在较低的氮化温度及较短的氮化时间内,氮化试样物相主要由σ-CoCr相及CrN相组成;随着氮化温度及时间的增加,氮化试样物相中还检测到硬质化合物相Cr2N。同未处理试样相比,氮化试样的磨损率及磨痕宽度减小,氮化参数为800℃-8h时磨损率最低,磨痕宽度最窄,耐磨损性能最佳。未氮化试样磨损机制以粘着磨损为主;氮化试样主要以疲劳磨损、磨粒磨损及轻微粘着磨损为主。     

TD3钛合金离子渗氮层的摩擦磨损性能

采用等离子表面渗氮技术对TD3合金进行渗氮处理,并对渗氮层显微组织、相组成及硬度进行检测。对渗氮前后TD3合金分别进行常温(25 ℃)及600 ℃的摩擦磨损试验,分析摩擦温度对其摩擦因数、磨痕形貌及磨损率的影响;结果表明,离子渗氮处理后TD3合金表面形成一定厚度的氮化物层,氮化物层在降低摩擦因数的同时,显著降低了TD3合金的磨损率,温度由25 ℃升至600 ℃时,磨痕形貌变化较大,摩擦因数及磨损率也有一定幅度的增加。     

表面形貌对冷作模具钢摩擦磨损性能的影响

目的 为了研究表面形貌对冷作模具钢表面摩擦系数及磨损性能的影响。方法 用打磨和化学腐蚀法分别获得了光滑表面形貌和带有腐蚀坑的表面形貌,通过采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察和测量表面形貌的分布和大小,研究了腐蚀时间对表面形貌的影响。通过对腐蚀前后的试样进行摩擦磨损试验,研究分析了表面形貌对冷作模具钢表面摩擦系数及磨损性能的影响。结果 试样NO.1、NO.3表面的腐蚀坑比NO.2、NO.4明显。试样NO.0的摩擦系数随着摩擦时间的增加不断增大,而试样NO.1、NO.2、NO.4的摩擦系数相对稳定,无明显增大趋势,摩擦系数最小的试样为NO.4,其摩擦系数相对NO.0降低了52.26%。试样NO.0的磨痕相对其他试样较规则,且磨痕上有鳞状物,而其他试样则没有,试样NO.0的磨痕两侧峰值较大,其他试样的磨痕曲线不是很明显。结论 采用浸泡腐蚀可以得到具有一定腐蚀坑的表面形貌,腐蚀坑的大小、深度与腐蚀时间有关,腐蚀坑的深度对摩擦系数有非常大的影响,腐蚀坑可以减少磨屑导致的二次磨损。合理的表面形貌可以有效地改善模具的磨损情况。     

磨粒含量对共晶铝锰基复合材料抗冲蚀磨损特性的影响

采用MSH型旋转冲蚀磨损试验机对比研究了磨料粒度、磨料含量对共晶成分铝锰合金及其复合材料的冲蚀磨损性能影响,分析了试样材料的组织特征及冲蚀磨损后磨痕形貌.结果表明:铝锰合金材料的铸态组织为锰在铝中的固溶体及铝锰化合物,而铝锰基复合材料中除与铝锰合金相近的基体上还存在着δ-Al2O3,且δ-Al2O3颗粒的加入改变了铝锰化合物在基体中的分布;试样材料的冲蚀磨损率随磨粒粒度增大呈先增大后减小趋势,峰值向粒度增大的方向偏移;冲蚀磨损率随磨粒含量加入量增加而增大;与铝锰合金相比铝锰基复合材料的冲蚀磨损率较低,因此其具有优良的抗冲蚀磨损特性.     

盐雾腐蚀条件下Ti合金表面功能薄膜的摩擦磨损性能

目的研究Ti6Al4V合金、铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)薄膜、钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜和氮化钛(TiN)薄膜,在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下的摩擦磨损性能。方法在商用Ti6Al4V合金表面通过非平衡磁控溅射制备Cr-DLC薄膜和W-DLC薄膜,通过多弧离子镀技术制备TiN薄膜。利用扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、白光干涉扫描轮廓仪,对薄膜的形貌、硬度、干摩擦和腐蚀摩擦性能、磨痕形貌进行测试分析。结果干摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面沉积Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜的摩擦系数均比Ti6Al4V合金低;Ti6Al4V合金及其表面制备的三种薄膜在盐雾腐蚀气氛条件下的摩擦系数都比干摩擦条件下有所增加。与Ti6Al4V合金相比,Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下均减小了磨损体积。干摩擦条件下,W-DLC薄膜的磨损体积为0.0017 mm~3,耐磨性最好;盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,TiN薄膜的磨损体积为0.0028 mm~3,表现出最佳的耐腐蚀磨损性能。通过磨痕形貌可以得出,盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面制备的金属掺杂类金刚石薄膜的磨损受到磨粒磨损和腐蚀磨损双重机制的影响。结论三种表面功能薄膜在盐雾腐蚀气氛摩擦条件下都较好地保护了Ti合金,极大地减少了磨损损失。     

电流密度对ZA43微弧氧化膜层摩擦性能的影响

利用微孤氧化技术在ZA43合金表面原位生成了陶瓷层,通过SEM、XRD和摩擦磨损试验机分析了不同电流密度处理膜层的表面形貌、相组成以及磨损试验后的摩擦学行为和磨痕形貌.结果表明,陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成;在干摩擦条件下,陶瓷层摩擦系数随电流密度的增加逐渐增大,表明陶瓷层耐磨性随电流密度的增加而降低;电流密度一定时,摩擦系数随载荷的提升而增大.磨损机制以磨粒磨损为主.     

TA15钛合金高温摩擦磨损性能研究

目的 为探究TA15钛合金高温耐磨性能的潜力,研究了TA15钛合金在室温~800 ℃下的摩擦磨损性能。方法 利用Rtec摩擦磨损试验机(Rtec,San Jose,USA)进行TA15钛合金的摩擦磨损性能测试,通过激光共聚焦显微镜、JSM-7800F扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等手段,分析了TA15钛合金在不同温度下的磨痕形貌、成分变化以及磨损机理。结果 在不同试验温度下,微观组织没有出现明显变化,主要为等轴α相和β相;不同温度下的摩擦因数波动不大,从室温的0.279下降到600 ℃的0.224,而在800 ℃时,表面严重氧化导致摩擦因数增大到0.309;在室温~400 ℃时,试样表面磨痕不断变窄变浅,犁沟和磨屑不断减少,而到400 ℃以上时磨痕逐渐变宽,比磨损率也大幅增大,且在600 ℃时的磨损量最大;在600 ℃时,以氧化磨损为主,并伴随着磨粒磨损和黏着磨损,且表面磨痕形貌和宽度比较均匀;在800 ℃时磨损表面以黏着磨损和氧化磨损为主,并伴随着高温焊接的发生。结论 TA15合金表面的O元素含量随温度的升高而逐渐升高,并且氧化反应主要发生在β相内。随着试验温度的升高,TA15钛合金磨损表面的氧化磨损现象也更加明显。     

磨蚀介质对铝锰合金及其复合材料滑动摩擦磨损性能的影响

用M-2000摩擦试验机对共晶铝锰合金和对应Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料滑动摩擦磨损性能进行了研究,获取了其在不同载荷下的磨损量和磨损表面形貌.结果表明,材料的磨损量随着载荷的增加而增加,复合材料的磨损性能要优于相同含锰量的铝合金.     

两种钢冲击腐蚀磨损性能的对比研究

研究了在酸性铁矿石浆料及2.0J冲击功条件下,高锰钢及新型低碳高合金钢衬板的冲击腐蚀磨损性能和机制.结果表明,在相同试验条件下低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损性能要优于高锰钢的.低碳高合金钢短时间内的冲击腐蚀磨损机制主要为显微切削,随着时间的延长,变为以浅层小块疲劳剥落为主;而高锰钢短时间内的冲击腐蚀磨损机制主要为浅层累积变形疲劳剥落和腐蚀磨损,随着时间的延长变为相对较深层的疲劳剥落和腐蚀磨损.     

过共晶Al-Mn基复合材料的冲蚀磨损性能

采用搅拌铸造法制备出过共晶Al-Mn合金和Al2O3颗粒增强过共晶Al-Mn基复合材料,分析了两种材料的组织结构,着重研究了不同磨粒加入量和不同磨粒粒度对两种材料抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明,Al-Mn合金主要由Mn在Al中的固溶体和Al-Mn化合物(MnAl6及Al11Mn4相)组成,而复合材料的组织结构是在与前者相近的基础上分布着Al2O3颗粒;两种材料在3%磨粒加入量的磨损率明显高于1%磨粒加入量的磨损率;在两种磨粒加入量下两种材料的磨损率随着磨粒粒度的增大均呈现出先增大后减小的趋势,且随着磨粒加入量增加磨损率极大值向粒径大的方向移动。此外,在Mn含量相近的条件下,Al2O3颗粒增强过共晶Al-Mn基复合材料的抗冲蚀磨损性能优于过共晶Al-Mn合金。     

NiCrBSiMo激光熔覆层腐蚀磨损交互作用的定量分析

采用CO2激光器在45CrNi钢表面制备了5种不同钼含量的镍基合金激光熔覆层,借助球盘式摩擦磨损试验机对NiCrBSiMo激光熔覆层的腐蚀磨损性能进行了测试并对腐蚀磨损的交互作用进行了定量分析.结果表明,镍基合金中加入钼,可以提高熔覆层的腐蚀磨损性能.熔覆层因腐蚀磨损导致的材料失重主要归因于纯磨损和腐蚀磨损的交互作用.交互作用引起的失重约占总失重的24%～56%,纯腐蚀引起的失重可忽略不计.腐蚀磨损中的磨损失重是纯磨损失重的1.3～2.3倍,磨损增量超过交互作用总量的99%;腐蚀磨损中的腐蚀失重是静态腐蚀失重的1.4～2.7倍,但其量很小.     

外加电位对Monel400合金海水环境腐蚀磨损性能的影响

目的研究不同恒电位对Monel400合金海水环境腐蚀磨损性能的影响。方法将试样加工成圆柱试样,通过设计的特殊夹具夹紧试样,利用摩擦试验机和电化学工作站做不同恒电位下的磨蚀实验,通过开路电位极化曲线的变化评价合金的电化学性能,通过磨损量的变化评价合金的摩擦性能。通过扫描电镜揭示磨损机理,探讨交互作用机制。结果摩擦过程中的开路电位比静态腐蚀时的低。随着外加电位的增加,腐蚀电流密度增加,摩擦系数降低,总的体积损失量增加。腐蚀磨损存在明显的交互作用。结论摩擦能够破坏合金表面的钝化膜,导致具有更高电化学活性的新表面暴露于溶液中,因此促进了表面腐蚀。而腐蚀产生的腐蚀产物层比较粗糙和疏松,其剪切强度比基底合金低得多,因此当氧化铝块摩擦过合金表面时,很容易去除腐蚀产物层,进而促进了材料损失。腐蚀磨损条件下材料的损失量明显比纯磨损条件下的高。     

腐蚀条件下冲击功对钢冲击磨损性能与机制的影响

对三种湿磨衬板钢的冲击腐蚀磨损性能与机制的研究结果表明：冲击功增大,其磨损失重呈不同程度的增大;在2．0J冲击功下,三种钢的磨损失重相差不大;2．7J与3．5J时低碳高合金钢的磨损失重明显较小。2．0J冲击功下,低碳高合金钢的磨损机制主要为显微切削,高锰钢主要为挤出硬化棱的疲劳剥落和腐蚀磨损,中碳合金钢主要为浅层小块脆性剥落和腐蚀磨损;2．7J冲击功下,低碳高合金钢主要为挤出硬化棱的剥落,高锰钢主要为块状疲劳剥落和较严重的腐蚀磨损,中碳合金钢主要为块状脆性剥落及严重的腐蚀磨损;3．5J冲击功下,低碳高合金钢主要为硬化层的疲劳剥落和腐蚀磨损,高锰钢主要为较深层的大块疲劳剥落和严重的腐蚀磨损,中碳合金钢主要为大块深层脆性剥落及严重的腐蚀磨损。     

CORROSIVE WEAR BEHAVIOUR OF ALLOY CD-4MCu IN PHOSP(?)ORIC ACID

The corrosion rate,together with corrosive wear and corrosion coefficient under load,ofalloy CD-4MCu in 69% H_3PO_4 or 69% H_3PO_4+500 ppm NaCl solution measured,andthe morphology of their wear tracks was then observed by SEM.The alloy CD-4MCu isrevealed to be superior in corrosive wear resistance to stainless steel 304 and even toCarpenter 20Cb3,a high corrosion resisting alloy.From its features of duplex phasestructure,it could be suggested that the weight loss related to mechanical factor wasimproved by existence of austenitic phase due to its deformation strengthening.     

Research of the Tribological Properties of the Surface on 16Mn Steel by Plasma Nitriding and S-N-C Plasmas Composite Treatment

Sulfide layer with certain thickness was made on the nitrided surface of 16Mn steel by means of plasma S-C-N composite treatment. Under half lubricated condition, friction coefficient and wear loss of LY12 aluminum alloy were measured in sliding against samples of 16Mn treated by cubrizing and sulphiding respectively; In order to avoid the transfer of aluminum to the steel that lead to the inaccurate measurement of wear loss of carburized samples, Grl5 steel was adopted as counterpart face to measure the wear loss of them. SEM and EDAX were used for the morphological and chemical characterization of the wear surface and longitudinal cross-sections beneath sliding surface of LY12 aluminum alloy cirque and the wear tacks of the carburized samples and sulphided samples. Results show: The surface roughness,wear rate, average friction coefficient and magnitude of friction fluctuations of LY12 aluminum alloy cirque sliding against sulphided sample were all lower than sliding against carburized sample; Compared with carburized layer, sulfide layer of 16Mn steel can not only efficiently prevent the occurrence of adhesion when sliding against LY12 aluminum alloy, but also greatly lower the wear loss when sliding against Gr15 steel.