一种铝基复合材料的制备技术

研究了加工道次对PI颗粒增强Al7075复合材料显微组织、微观硬度和耐磨性的影响。研究表明:FSP技术可以使得材料组织细化、显微硬度提高且磨损体积下降;添加PI颗粒后复合改性层的显微硬度要低于FSP样品的显微硬度,且磨损体积较FSP样品有所下降;增加加工道次可以使得复合改性层的显微硬度提高、磨损体积降低。     

高熵合金增强铝基复合材料组织与显微硬度研究

以5083铝合金为基体,以FeCoNiCrMn高熵合金颗粒为增强相,通过搅拌摩擦加工技术制备了颗粒增强铝基复合材料,研究了加工道次对复合材料微观组织和显微硬度的影响。研究结果表明:增加加工道次可以使得FeCoNiCrMn高熵合金颗粒在基体中分散更加均匀,显微硬度结果显示添加FeCoNiCrMn高熵合金颗粒后复合材料硬度得到大幅度提升,且5道次加工后的显微硬度最高。     

纳米复合镍电镀层的摩擦学性能

采用纳米复合电沉积方法制备了纯镍、Ni-纳米CeO_2、Ni-纳米ZrO_2和Ni-纳米(CeO_2-ZrO_2)四种镍电镀层,研究了不同镀层的显微硬度及摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明:在干摩擦条件下,镀层中纳米颗粒含量相同时,上述四种镀层的显微硬度依次升高,摩擦因数依次降低,并且波动范围变小;磨损率也是依次降低;纯镍镀层呈现严重的粘着磨损特征,Ni-纳米CeO_2镀层表现为严重的磨粒磨损和粘着磨损,Ni-纳米ZrO_2镀层的磨损特征为粘着磨损;而Ni-纳米(CeO_2-ZrO_2)镀层的磨损形式以轻微磨粒磨损和粘着磨损为主。     

搅拌摩擦加工道次对PI/7075铝基复合材料显微组织和耐磨性能的影响

在7075铝合金表面预置聚酰亚胺(PI)颗粒,利用搅拌摩擦加工(FSP)技术在不同加工道次下制备PI/7075铝基复合材料,研究了加工道次对复合材料显微组织和耐磨性能的影响。结果表明:增加加工道次可以减少复合材料内部缺陷,提高晶粒细化程度以及PI颗粒在铝合金基体中的分散性;复合材料的耐磨性能优于7075铝合金的,且随着加工道次的增加,耐磨性能提高;不同道次搅拌摩擦加工复合材料的磨损表面均存在少量犁沟和较浅的磨痕,其磨损机制均为黏着磨损和磨粒磨损。     

铺粉工艺对SiC 颗粒增强铝基表面复合材料性能的影响*

搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料时铺粉工艺对材料性能影响很大,影响SiC颗粒能否均匀地嵌入基体中。研究黏接剂、SiC颗粒粒径、颗粒铺粉厚度等对搅拌摩擦制备SiC颗粒增强铝基复合材料的影响。以焊缝宏观质量、SiC颗粒体积分数与硬度、基体组织及颗粒、复合材料不同深度维氏硬度、复合区面积(宏观)为表征参量对制备的复合材料进行表征,并得出最佳的铺粉工艺。结果表明:相比于α-氰基丙烯酸乙酯,聚乙烯醇作为黏接剂时,复合材料中SiC颗粒的分布更加均匀;嵌入基体的SiC颗粒体积分数随着SiC粉末粒径的增加而增加,而基体中SiC颗粒体积分数相同情况下,SiC颗粒的粒径越小对基体材料硬度的提高越明显;复合材料中SiC颗粒增强区面积会随着铺粉厚度的增加而增加,但增加铺粉厚度会使得SiC颗粒增强区硬度、体积分数的变化梯度增加。     

滚挤压加工对颗粒增强铁基复合材料表面硬度的影响

研究滚挤压加工工艺对颗粒增强铁基复合材料表面硬度的影响,结果表明,滚挤压加工工艺在一定程度上改善了颗粒增强铁基复合材料的表面硬度.随滚压力及滚挤压次数的增加,表面显微硬度随之上升,而随进给量的增加,表面显微硬度变化的幅度减小.通过试验得出加工这种复合材料合理的工艺参数范围.     

(Al2O3+Al3Zr)p/Al-22Si铝基复合材料的制备及摩擦学性能

在Al-22Si-Zr(CO3)2体系中,用熔体原位反应法制备了内生Al2O3和Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,用XRD、EPMA、SEM等方法对复合材料进行物相和显微组织分析;用磨损试验机测试了复合材料的室温干滑动摩擦磨损性能,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:复合材料的磨损性能比基体合金有显著提高,随着内生Al2O3和Al3Zr颗粒体积分数的增加,复合材料的耐磨性能逐渐提高;随载荷增加,复合材料的摩擦因数呈降低趋势,且颗粒体积分数越大,摩擦因数越低;随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损机制由粘着磨损+磨粒磨损向磨粒磨损转变。     

旋转摩擦挤压法制备CNTs/5A06铝基复合材料的摩擦磨损行为

添加体积分数3%碳纳米管(CNTs),应用旋转摩擦挤压(RFE)法制备了CNTs/5A06铝基复合材料,研究了其显微组织、显微硬度和耐磨性能,并与RFE加工前后5A06铝合金的进行了对比。结果表明:RFE加工后铝合金组织由RFE加工前的粗大长条状晶粒变为细小等轴晶,但显微硬度增幅不明显,复合材料的晶粒进一步细化,硬度明显增加;RFE加工对铝合金摩擦因数与磨损率的影响较小,复合材料的摩擦因数与磨损率则分别比RFE加工前铝合金的降低了17.6%,34.7%;复合材料磨损表面光滑完整,存在塑性变形和少量犁沟,磨损机制为表面塑性变形和轻微的磨粒磨损,RFE加工前后铝合金的磨损表面均存在较多凹坑和犁沟,磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。     

行进速度对搅拌摩擦加工高熵合金增强铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了FeCoNiCrAl高熵合金颗粒增强AA5083铝基复合材料,研究了行进速度(45,60,75 mm·min-1)对复合材料中高熵合金颗粒分布、显微硬度和耐磨性能的影响.结果表明:制备的复合材料中没有新相生成,复合材料的显微硬度高于铝合金基体的;随着行进速度的增加,高熵合金颗粒的分布均匀性变差...     

氧化钇颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

本文以添加0~20%体积分数的Y2O3颗粒增强铜基复合材料为研究对象,利用金相照片,扫描电镜、显微硬度、腐蚀试验等测试技术及实验手段,宏微观结合进行组织与性能分析。结果表明,Y2O3颗粒与基体结合得很致密,它们之间基本上无裂隙存在。随着Y2O3含量的增加,该系列铜基复合材料的多孔率下降,显微硬度值上升幅度较大,强化效果较好,耐腐蚀性也得到提高。     

车轮显微组织对车轮摩擦学性能的影响

利用JD-1型轮轨模拟试验机研究4种不同成分车轮材料微结构对其摩擦学行为的影响。结果表明:随着碳当量升高,车轮材料显微组织中先共析铁素体体积分数逐渐减小,珠光体晶粒大小和珠光体片层间距则有明显增大的趋势;车轮材料显微组织决定其硬度和耐磨性,随着碳当量的升高,车轮材料硬度增加,耐磨性提高,车轮材料的主要磨损机制为疲劳磨损;随着碳当量升高,车轮材料疲劳裂纹萌生的概率越来越大,疲劳裂纹有向长深裂纹扩展的趋势,而且耐磨性的提高也不利于疲劳裂纹的磨除,车轮材料的抗疲劳性能越来越差。     

1060工业纯铝累积叠轧后的力学性能

采用累积叠轧焊方法在室温下加工1060工业纯铝,分析了叠轧变形前后其力学性能的变化.结果表明:随着累积叠轧道次的增加,材料的抗拉强度和显微硬度都得到提高;拉伸断口处的韧窝逐渐变小变浅,但仍为韧性断裂;轧制1道次后试样的伸长率较母材的伸长率急剧降低,随着轧制的进行伸长率变化平稳;累积叠轧5道次材料的综合力学性能较好,抗拉强度提高到210 MPa,是母材的2.41倍,显微硬度78.5 HV,是母材的2.2倍,伸长率9.3%,仅是母材的0.21倍.     

铝合金表面添加La_2O_3激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量La2O3,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织和能谱分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,在铝合金表面激光熔覆处理时添加适量La2O3获得的Ni基WC金属陶瓷增强涂层无裂纹,组织细小,致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。     

电铸制备SiC颗粒增强镍基复合材料的工艺与性能

采用电铸技术(氨基磺酸镍电铸液)成功制备了SiC颗粒增强镍基复合材料;用Leica Qwin图形分析软件和显微硬度计分析了电铸工艺参数对SiC颗粒增强镍基复合材料中SiC颗粒含量以及SiC含量对该复合材料显微硬度的影响;用场发射扫描电镜分析了复合材料的截面形貌和SiC分布.结果表明:在SiC加入量50 g·L-1、电流密度3 A·dm-2和磁力搅拌强度1.5次/min条件下,复合材料中SiC颗粒体积分数达到最高值27%,其显微硬度值也最高,为710 HV.     

TiC-VC-Mo2C颗粒增强铁基激光熔覆层的研究

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备TiC-VC-Mo2C颗粒增强Fe基复合涂层。借助X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、滑动磨损试验机,研究了复合涂层的显微组织和性能。研究表明:复合涂层物相包括α-Fe、γ-Fe、Fe3C和TiC-VC-Mo2C,其中陶瓷相以细小粒状均匀分布于涂层,起到了颗粒增强的作用。复合涂层的平均显微硬度达1102.5HV0.3,具有优异的耐磨性,在相同试验条件下,复合涂层的磨损失重仅约为基材的1/20,其磨损机制主要为显微切削和区域性粘着磨损。     

化学镀Ni-P-MoS2/Al2O3复合镀层制备及其性能

通过化学沉积法在MoS2颗粒表面形成一层氧化铝,采用化学复合镀覆的方法制备Ni-P-MoS2/Al2O3复合镀层。研究复合镀液中MoS2颗粒含量和搅拌速度对复合镀层显微硬度及摩擦磨损特性的影响,比较由MoS2改性方式和添加分散剂方式获得镀层的性能,分析复合镀层的横截面及表面形貌。结果表明:随着MoS2颗粒含量和搅拌速度增加,镀层显微硬度、摩擦因数、耐磨性均先减小后增大。与添加分散剂制备的Ni-P-MoS2复合镀层相比,改性颗粒获得的Ni-P-MoS2复合镀层的自润滑性、显微硬度、耐磨性均有所提高。     

高速下不同车轮的失效损伤分析

根据赫兹接触理论,使用JD-1型轮轨模拟试验机针对不同含碳量的2种车轮材料进行疲劳磨损实验研究和微观形貌分析。结果表明:车轮钢的磨损程度主要由硬度决定,随着车轮钢含碳量的增加,硬度增加,耐磨性也显著提高;2种材料都出现了一定的氧化和剥离现象,且剥离形貌存在明显差异,即含碳量越高,剥离掉块越明显,掉块面积较大,而随着含碳量的降低,剥离块的大小逐渐变小,但剥离的数量会增多,剥落的颗粒存在于接触表面之间,加速表面磨损。     

TiC颗粒对铁-碳-铬-硅合金堆焊层显微组织及耐磨性的影响

用埋弧焊制备铁-碳-铬-硅合金堆焊层,通过显微组织观察、硬度测试和耐磨性能试验等方法研究了外加TiC颗粒含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:不同TiC含量的铁-碳-铬-硅合金堆焊层基体组织均为α-Fe,随TiC含量增加,初生M7C3颗粒尺寸从40~80μm逐渐减小至15~25μm,颗粒数量增多,分布弥散,且出现了TiC2和TiC等增强相;弥散密集分布的M7C3颗粒有利于堆焊合金层表面均匀磨损,避免因粗大脆性共晶优先磨损引起的过早失效,显著改善了耐磨性;该合金堆焊层的耐磨性随TiC含量的增加先增强,接着减弱,然后再增强,其主要磨损机理由微观断裂转变为微切削。     

工业纯钛板多道次搅拌摩擦加工区的组织及摩擦磨损性能

在不同旋转速度下对工业纯钛板进行3道次搅拌摩擦加工(FSP),研究了FSP区的显微组织、硬度及摩擦磨损性能,并分析了纯钛板FSP前后的磨损形貌及磨损机制。结果表明:搅拌区组织发生了剧烈的塑性变形,形成了细小均匀的再结晶组织,且随着旋转速度提高,晶粒明显细化;FSP区的最高显微硬度可达到430HV,较基体的(230HV)提升了87%;FSP区的平均摩擦因数和磨损率分别可达0.24和5.36×10~(-4) mm~3·N~(-1)·m~(-1);基体的磨损机制为粘着磨损,FSP区的磨损机制主要为磨粒磨损。     

主轴转向对再生Al-Si-Fe-Mg合金多道次搅拌摩擦加工区组织和性能的影响

对4.5 mm厚的再生Al-7.0Si-0.85Fe-0.30Mg合金板进行相同主轴转向1～3道次和改变第2道次主轴转向2,3道次的搅拌摩擦加工，研究了主轴转向对搅拌摩擦加工区组织和力学性能的影响。结果表明：随着加工道次的增加，加工区的面积以及前进侧热机影响区的宽度增大，加工核心区的富铁相、共晶硅等第二相颗粒长度减小，圆整度提高，强度和硬度无显著改变，断后伸长率显著提高。改变第2道次主轴转向后加工区面积较相同主轴转向时减小，但组织对称性提高，前进侧热机影响区宽度减小；改变主轴转向后，第二相颗粒尺寸变化不明显，但圆整度显著降低，强度和硬度的变化也不明显，断后伸长率略有提高。