钛合金微动磨损的研究进展

钛合金耐磨性能较差,对微动磨损十分敏感,使其应用和发展受到了一定的限制。为此,总结了钛合金微动磨损性能的影响因素,综述了钛合金抗微动损伤方法的研究进展。目前,关于钛合金微动磨损的研究主要存在两方面的局限性：(1)对于钛合金微动磨损的研究大多是在单一影响因素及稳定参数下进行的;(2)缺乏关于钛合金在特殊工况下微动磨损的研究。因此,未来对于钛合金微动磨损的研究应多结合工业应用中微动磨损的失效实例,加强多因素、变参数以及特殊工况下的微动磨损研究;在掌握微动磨损失效机理的基础上,根据钛合金的特性,探索新型表面处理技术,进一步改善钛合金微动磨损失效问题。     

热喷涂技术在抗微动损伤中的应用

微动损伤普遍存在于紧密配合部件中,是造成零部件失效的主要祸患之一。采用热喷涂技术,在配合件接触面喷涂抗微动损伤涂层,能有效地降低微动损伤,具有抗损伤效果好、经济效益显著等特点,得到了较广泛的研究与应用。     

S45C-A电机转轴疲劳试验断裂原因分析及其应对措施

某S45C-A电机转轴在进行疲劳试验的过程中发生断裂。通过宏观形貌分析、金相显微组织分析、化学成分分析及扫描电镜微观形貌分析等方法,对发生断裂的转轴试样进行了失效原因分析。分析结果表明:转轴断裂是由表面擦伤引起的疲劳断裂,表面擦伤属于零件表面微动磨损的一种。预防零件表面微动磨损,首先要对零件连接部位加强紧配合,使之不出现微振,其次是在零件连接部位填充润滑油等隔离接触表面。     

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为.结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅...     

TiNiCu 干滑动磨损机理

研究了干滑动磨损条件下TiNiCu合金的磨损行为。TiNiCu合金的耐磨性能优于TiNiFe及TiNi合金。TiNiCu合金主要存在三种磨损机理 :摩擦副接触表面的变形粘着作用导致的粘着磨损机理 ;38CrMoAl表面上硬的微凸体及TiNiCu表面上脱落的磨屑在TiNiCu表面上造成的磨粒磨损机理 ;循环变化的接触应力产生的表面疲劳磨损机理。     

NC30Fe合金在氯化钠溶液中的微动腐蚀特性

在PLINT微动磨损试验机上附加电化学测试系统,采用十字交叉接触方式,位移幅值为100μm,法向载荷20、50和80 N条件下,研究NC30Fe合金传热管在氯化钠溶液中的微动腐蚀行为.使用电化学工作站记录微动腐蚀过程中开路电位变化,运用电位扫描法测量微动过程的极化曲线;采用扫描电子显微镜观察磨痕的表面形貌,光学轮廓仪测定磨痕的三维形貌及磨损量.微动磨损使损伤区域金属原子活性增大,腐蚀倾向增大,加速了NC30Fe合金的腐蚀.在氯化钠溶液中,NC30Fe合金由于微动磨损过程产生腐蚀产物膜起到润滑减摩作用,摩擦系数较纯水中降低;但因腐蚀与磨损的交互作用,在氯化钠溶液中的磨损量比纯水中高.氯化钠溶液中的磨损机制主要表现为磨粒磨损和剥层的共同作用.      

机械、摩擦双防松锁紧装置在单级单吸离心泵中的应用

本文通过对常用单级单吸离心泵叶轮防松方式的研究,发现微动磨损是造成常用叶轮防松装置松动的主要原因,提出了一种避免微动磨损的新的叶轮防松方案,并在煤化工厂的单级泵上进行了试用,取得了较好的效果,该防松方式可以在相关泵上推广使用。     

工件疲劳强度试验裂纹分析

为研究微动疲劳产生机阻,太原重工轨道交通设备有限公司使用全尺寸疲劳测试的方式,再现了微动磨损裂纹,并通过宏观观察、扫描电镜分析、显微组织检查、低倍分析、拉伸试验,对工件疲劳强度试验后出现的轮座部位的裂纹的性质和形成原因进行了分析。结果表明,工件断裂为疲劳断裂。断裂原因是工件表面由于微动磨损,导致微动疲劳产生接触疲劳裂纹。以接触疲劳裂纹为源,引发严重应力集中型疲劳断裂。     

抗微动磨损钢丝绳

起重机械正向高速度、高扬程、高负载方向发展,对钢丝绳耐疲劳性能要求逐渐提高。微动磨损和微动疲劳是钢丝绳失效的主要原因之一。对制绳用钢丝进行表面处理,提高表面的耐磨性和降低摩擦系数是提高钢丝绳抗微动磨损能力的有效手段。制绳钢丝经锰系耐磨磷化处理,可以提高表面耐磨损、抗腐蚀性能,改善钢丝表面携带润滑剂的能力,从而有效抑制微动磨损和微动疲劳的发生,延长钢丝绳使用寿命。     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层的组织结构与微动磨损性能

采用超音速等离子喷涂法在1045钢表面制备NiCr-Cr_3C_2涂层,分析涂层的微观结构及化学成分以及涂层的晶粒结构,利用MICROMET-6030显微硬度仪和Nano-test 600纳米压痕仪测定涂层的显微硬度与弹性模量,通过油润滑微动摩擦磨损试验测试涂层的微动磨损性能。结果表明,NiCr-Cr_3C_2涂层为明显的层状结构,具有单晶、纳米多晶与过渡区共存的复杂晶体学结构,显微硬度HV0.3高达998,约为基体材料硬度的3倍,弹性模量为224.6GPa;涂层的微动摩擦因数随载荷增大而减小,随温度升高而增大。喷涂层的抗微动摩擦磨损性能较基体优异,摩擦因数及体积磨损量分别比基体降低36.7%和55.6%。涂层的磨损机理以磨粒磨损和疲劳剥落为主。     

Fretting fatigue behavior of surface modified biomedical titanium alloys

Fretting is a form of adhesive wear normally occurring at the contact points gradually leading to premature failure of load bearing medical implants made of titanium alloys. The aim of this work is to characterize the fretting fatigue damage features of PVD TiN coated, plasma nitrided, ion implanted, laser nitrided and thermally oxidized Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb contact pairs. The surface layers were characterized. The damage progression during fretting process is apparently explained with tangential force coefficient curves. Plasma nitrided pairs showed highest fretting fatigue life compared to others. PVD TiN coated pairs have experienced early failures due to third body mode of contact interaction with irregular tangential force coefficient pattern. Ion implanted layers showed similar damage as unmodified alloys. Laser nitrided and thermally oxidized pairs experienced early failures due to brittle and irregular modified layers.     

冲击微动磨损条件下304不锈钢管道的变薄现象

 为了探究高温高压下不锈钢管变薄的原因,采用高温冲击微动试验机,对核电站压水反应堆所使用的304不锈钢管进行微动磨损试验。结果表明,冲击微动磨损受机械和化学作用及其交互作用的影响,磨损量大于单纯的微动与冲击之和,并且磨损更易受到化学作用的影响。随着水温升高,磨损量和磨损深度增加。当温度超过90 ℃时,磨损量趋于稳定。随着振动频率的增加,磨损量和磨损深度减小。     

Microstructure–Wear Resistance Correlation and Wear Mechanisms of Spark Plasma Sintered Cu-Pb Nanocomposites

The dispersion of a softer phase in a metallic matrix reduces the coefficient of friction (COF), often at the expense of an increased wear rate at the tribological contact. To address this issue, unlubricated fretting wear tests were performed on spark plasma sintered Cu-Pb nanocomposites against bearing steel. The sintering temperature and the Pb content as well as the fretting parameters were judiciously selected and varied to investigate the role of microstructure (grain size, second-phase content) on the wear resistance properties of Cu-Pb nanocomposites. A combination of the lowest wear rate (~1.5 × 10^?6 mm³/Nm) and a modest COF (~0.4) was achieved for Cu-15 wt pct Pb nanocomposites. The lower wear rate of Cu-Pb nanocomposites with respect to unreinforced Cu is attributed to high hardness (~2 to 3.5 GPa) of the matrix, Cu₂O/Fe₂O₃-rich oxide layer formation at tribological interface, and exuding of softer Pb particles. The wear properties are discussed in reference to the characteristics of transfer layer on worn surface as well as subsurface damage probed using focused ion beam microscopy. Interestingly, the flash temperature has been found to have insignificant effect on the observed oxidative wear, and alternative mechanisms are proposed. Importantly, the wear resistance properties of the nanocomposites reveal a weak Hall–Petch-like relationship with grain size of nanocrystalline Cu.     

钛合金榫头微动疲劳试验研究现状与发展

综述了涡轮发动机钛合金叶片榫头微动疲劳失效的两种试验方法(轴向微动疲劳试验和榫型微动疲劳试验)的研究现状。轴向微动疲劳试验技术适用于微动疲劳失效机理的研究,应用于抗微动疲劳防护层试验验证的研究也较多;而榫型微动疲劳试验技术则多用于力学分析和模型建立等方面。榫头微动疲劳问题的研究还远未完善,应综合运用微动磨损、轴向微动疲劳和榫型微动疲劳等技术,并配合有限元分析手段,开展微动疲劳机理、多因素影响及防护层作用等方面的系统研究。     

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。     

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。     

位移幅值对Inconel600合金微动磨损性能和机制的影响

采用高精度微动磨损试验机SRV Ⅳ研究蒸汽发生器传热管材料Inconel600合金在不同位移幅值下的微动磨损行为,分析了位移幅值对摩擦因数和磨损体积的影响.采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察磨损表面和截面的形貌,并用透射电子显微镜对摩擦学转变组织进行观察.结果表明:随位移幅值的增加,摩擦因数和磨损体积逐渐增大,材料的微动行为先后经历以黏着为主的部分滑移区以及滑动为主的完全滑移区;磨损机制也由黏着磨损逐步转变为氧化磨损和剥层磨损的共同作用;微裂纹出现在黏着区域和滑动区域的交界处以及滑动区域内;黏着区氧分布密度和磨痕外基体的相一致,氧化主要发生滑动区域;磨痕亚表层的组织发生了严重的塑性变形,产生纳米化现象,摩擦学转变组织的晶粒尺寸约100 nm,远小于原始组织的15~30μm.      

碳化铬/Ni_3Al复合材料的室温微动磨损性能

对比研究了碳化铬/Ni3Al复合材料和传统高温耐磨材料Stellite 6合金和T800合金的室温耐微动磨损性能。结果表明,碳化铬/Ni3Al复合材料具有优异的耐微动磨损性能,与GCr15对磨时,其室温相对耐磨性分别是Stellite 6和T800合金的5.5倍和2.6倍。通过分析微动磨损机制认为,碳化铬/Ni3Al复...