纳米蒙脱石添加剂对45~#钢摩擦副摩擦学性能的影响

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT)按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。     

一种PN型极压润滑添加剂的性能研究

采用四球摩擦磨损试验机考察一种PN型添加剂在矿物油(MVI150)、聚α烯烃(PAO4)、合成酯(1936)以及聚醚(SDM-03C)中的极压性能,研究添加剂质量分数对油品极压性能的影响。结果表明,矿物油、PAO及合成酯中加入质量分数为3.0%的PN型添加剂时烧结负荷均超过8 000 N,MVI150和PAO4中加入质量分数为0.25%PN型添加剂时最大无卡咬负荷可分别提高至1 140 N和1 710 N,表明该PN型添加剂具有优异的极压性能。采用X射线光电子能谱仪对钢球磨痕表面的元素化学状态进行表征,并对其润滑机制进行分析。结果表明,PN型添加剂具有优异的极压性能主要是由于分子中大量的P元素及N元素在摩擦过程中与金属表面发生了摩擦化学反应,从而形成了具有良好抗承载性能的润滑膜。     

沙棘油的提取及摩擦学性能研究

通过超临界CO_2萃取技术提取沙棘油(SBO),利用热失重分析仪(TGA-DSC)分析其热稳定性,并与高性能的环保专用润滑油荷荷巴油(JO)进行比较;利用MFT-R4000高速复摩擦磨损试验机对比研究沙棘油与荷荷巴油及加入二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)、二烷基二硫代磷酸锌(ZnDTP)添加剂后的摩擦学性能,用光学显微镜(LV150N)和能谱仪(EDS)观察和分析钢块磨斑表面形貌和磨斑表面主要化学元素。结果表明:沙棘油的耐热性能、润滑性能及对MoDTC和ZnDTP添加剂的感受性优于荷荷巴油;沙棘油和MoDTC和ZnDTP复配油润滑下,钢块磨斑表面P和S元素含量相对较高,表明S和P元素在摩擦过程中与摩擦表面发生了摩擦化学反应,生成了磷酸铁和硫化铁等反应膜,提高了摩擦副的抗磨和减摩性能。     

膨润土催化聚合植物油及其摩擦学性能研究

以膨润土为催化剂合成大豆油(SO)基高黏度聚合油,同时在SO中加入桐油(TO),考察TO对聚合反应的影响,并研究SO和TO合成的植物油基STO聚合油的理化性能及摩擦学特性。结果表明,聚合SO的最优条件为:膨润土催化剂和助催化剂Li Cl的质量分数分别为6%和0.6%,反应温度为305℃,反应时间为6 h;TO脂肪酸中含有的共轭三烯酸为Diels-Alder反应提供了二烯体,促进了STO聚合反应,缩短产物达到所需黏度的时间;STO聚合油的黏度指数与低温流动性能均优于同黏度级别矿物油,承载能力和抗磨性能高于同黏度级别矿物油,在低于294 N载荷条件下减摩性能优于同黏度级别矿物油。     

Y_2O_3含量对Ni-20Cr-5Al合金高温抗氧化性能的影响

将镍、铬、铝粉按比例混合后,再添加不同质量分数(0~5%)Y_2O_3粉作为弥散相,采用粉末冶金技术制备了Ni-20Cr-5Al-xY_2O_3(质量分数/%)氧化物弥散强化镍基高温合金,并在1 150℃下进行了100h恒温氧化试验,研究了Y_2O_3含量对其高温抗氧化性能的影响。结果表明:Y_2O_3质量分数为0~5%时,试验合金在长时间氧化后均具有较好的高温抗氧化性能;Y_2O_3的添加有利于试验合金表面氧化膜中Cr_2O_3的形成,但其质量分数为1%~5%时会同时降低氧化膜的致密性和附着性,从而降低合金的高温抗氧化性能。     

X-射线荧光光谱法测定丁二烯橡胶灰分

采用X-射线荧光光谱法(XRF)对丁二烯橡胶样品进行B-U元素的扫描检测，考察了丁二烯橡胶样品的制样方法、样片厚度、X-射线扫描范围和扫描时间等实验条件，对检测到的元素使用聚合物模式进行半定量计算元素含量。将XRF测得的元素含量换算成氧化物含量进行加和计为灰分，对15个样品测得的灰分在0.0122%(质量分数)～0.1240%(质量分数)之间，与标准方法(炭化氧化法)测得的灰分进行比较，灰分小于0.1%的样品，其相对误差绝对值小于70.2%，灰分大于0.1%的样品，其相对误差绝对值小于30.1%。     

钼含量对WC-Co-Ti(C,N)-Ni-Mo硬质合金微观结构及性能的影响

采用高真空高温液相烧结工艺制备了WC-Co-Ti(C,N)-Ni-Mo硬质合金,研究了钼质量分数(0～1.00%)对其密度、物相组成、微观结构、硬度、弯曲性能的影响。结果表明:所制备硬质合金的内部无明显空洞、微裂纹、杂质偏析等缺陷,其相对密度均超过99%,气孔率均小于1.00%;当钼质量分数为0.50%时,硬质合金的气孔率最低,相对密度最高;钼元素的添加有效抑制了WC晶粒的异常长大;钼含量对硬质合金维氏硬度影响不大;硬质合金的弯曲强度和剪切强度均随钼含量的增加先平缓增大后迅速下降;当钼质量分数为0.50%时,硬质合金的力学性能最优,维氏硬度为18.32GPa,弯曲强度为3.07GPa,剪切强度为112.08MPa。     

基体成分对Fe_3Al基复合材料摩擦学性能的影响

采用热压烧结法制备一种新型Fe3A l基复合材料,讨论基体成分对其摩擦学性能的影响。研究结果表明:本实验中,Fe3A l粉体的最佳球磨时间为60 h;随着A l含量提高,Fe3A l基复合材料的摩擦因数略有降低但耐磨性明显提高,合金元素Cr的加入有效地改善了材料的摩擦学性能,以Fe-28A l作为摩擦材料的基体即可很好地满足性能要求;Cu作为基体中的软相,摩擦因数随游离Cu含量的增加呈上升趋势但摩擦稳定性变差,且耐磨性降低,Cu含量的最佳范围为12%~18%(质量分数),随着石墨含量的增加,材料的摩擦因数和磨损率都下降,但石墨含量过高会导致材料性能恶化,石墨的最佳含量为8%~12%(质量分数)。     

添加铁元素对Cu-10Al-4Ni粉末冶金合金组织和性能的影响

以铜粉、铝粉、镍粉和铜包铁粉为原料,采用粉末冶金工艺制备含不同质量分数(0,1.6%,3.2%,4.8%,6.4%)铁元素的Cu-10Al-4Ni合金,研究了铁含量对合金显微组织和性能的影响。结果表明：未添加铁元素的合金组织由κ_Ⅲ相、α相和Al₄Cu₉相组成;当添加质量分数1.6%的铁元素后,合金中的κ_Ⅲ相增多,Al₄Cu₉相减少;当铁元素质量分数达到3.2%时,Al₄Cu₉相进一步减少,合金中析出κ_Ⅰ相和κ_Ⅱ相;随着铁含量继续增加,Al₄Cu₉相消失,κ_Ⅰ相增多,而κ_Ⅲ相开始减少。随着铁含量的增加,合金的烧结密度减小,硬度先降低后增加再降低,当铁质量分数达到3.2%时硬度最大;合金的屈服强度随铁含量增加呈波动变化,当铁质量分数达到4.8%时屈服强度最大。     

水分含量对含磷添加剂PAG型齿轮油摩擦学性能的影响

含磷抗磨添加剂的聚亚烷基乙二醇(PAG)型齿轮油被广泛应用于工业齿轮箱中，由于其强吸水性导致油中水分含量经常偏高，威胁设备的正常运行。为研究水分含量对含磷酸三苯酯PAG型齿轮油性能的影响，配制水分质量分数为0～5%的油样，并对其进行理化性能和摩擦学性能测试；对不同油样润滑下的钢球磨斑进行表征分析，并建立水分子、磷酸三苯酯和PAG分子三者相互作用的抗磨机制模型。研究发现，水分质量分数在5%及以下时，油样的理化性能除黏度以外无明显变化；然而当水分质量分数大于2%时，油样的抗磨性能会大幅度下降，这是因为水分过高会导致流体层逐渐扩大，水合PAG分子膜越来越薄，造成PAG型齿轮油整体润滑性能显著下降。     

钇含量对铸态镁锌锆合金组织及力学性能的影响

研究了不同钇含量(质量分数为0,0.94%,2.67%,4.61%)对铸态Mg-6Zn-0.7Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:钇元素主要富集在晶界;晶界析出相呈鱼骨状和块状,并逐渐连续成网状;当钇的质量分数为0.94%时,合金主要为α-Mg、Mg7Zn3和Mg3Y2Zn3相;当钇的质量分数为2.67%时,析出相为α-Mg、Mg12YZn和Mg3Y2Zn3相;随着钇含量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先增大后减小,当钇的质量分数为2.67%时,合金的性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为250.4,125.3MPa,伸长率为12.73%。     

不同增韧剂对聚乳酸增韧改性效果及其FDM打印件性能的影响

采用质量分数为5%,10%,15%的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)、热塑性聚氨酯(TPU)等3种增韧剂分别对聚乳酸(PLA)进行增韧改性并制备得到了丝材,应用熔融沉积成形(FDM)技术将丝材直接打印成形,研究了增韧剂对丝材及打印件性能的影响。结果表明:3种增韧剂与PLA均具有较好的相容性,PTW改性PLA丝材的流动性最佳,且随PTW含量的增加而更好;随增韧剂含量的增多,改性PLA打印件的拉伸强度降低,冲击韧度增大;采用质量分数为10%PTW改性的PLA丝材最适用于FDM打印成形,该丝材流动性适当,打印件表面光滑。     

钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、SEM和XRD分析,研究了钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响,并分析了其断裂方式。结果表明:稀土钇元素能够细化铸态α-Mg基体组织,对镁合金具有较好的细晶强化作用;钇元素和铝元素形成的Al2Y化合物,在细化晶粒的同时均匀分布于晶界处,可强化晶界,提高合金的力学性能;钇元素质量分数为1.0%时,合金的力学性能最佳;进行440℃×10h的固溶处理能使加入0.5%(质量分数)钇元素的合金组织最为均匀;加入钇元素后,合金以韧性断裂和准解理断裂相结合的方式断裂。     

花状与球状MoS2对PAO15润滑油摩擦学性能的影响

为改善低黏度PAO15润滑油的摩擦学性能,通过水热法制备球形与花状MoS_2颗粒,采用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对所制备的MoS_2颗粒进行表征。制备球形与花状MoS_2改性的PAO15油,利用四球摩擦试验机对比研究2种形貌MoS_2在不同用量条件下对PAO15油摩擦学性能的影响。采用光学显微镜、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)对磨痕表面进行表征。结果表明:制备的球形与花状MoS_2晶型均较好地符合MoS_2的晶型,掺杂至PAO15油中均能够提升其摩擦学性能,使其摩擦因数降低;随着MoS_2颗粒添加量的增加,PAO15油摩擦学性能有所提升,在质量分数为1.0%时达到最优;花状MoS_2具有更大的比表面积,其对PAO15油抗磨损性能的提升优于球形MoS_2,形成的转移膜能够更好地起到隔离摩擦表面的作用。     

MnO含量对SJ612焊剂焊接18-8不锈钢接头组织和性能的影响

采用添加质量分数分别为0,4%,8%,12%,16%,20%MnO的SJ612焊剂,配合SAWER308焊丝焊接了18-8不锈钢,研究了MnO含量对焊接接头显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:接头焊缝组织均由奥氏体和铁素体组成,铁素体含量随MnO含量的增加先增大后减少;随着MnO含量的增加,接头的抗拉强度和伸长率先快速增大后增大速率减缓,当MnO质量分数超过12%时趋向稳定;耐腐蚀性能则先增强后减弱,当MnO质量分数为12%时,接头的腐蚀速率最小,为1.86×10~(-5) g·mm~(-2)·h~(-1),耐腐蚀性能最好。     

基于FTIR的水分对柴油机油添加剂的影响研究

为了研究水分对不含金属磨粒的润滑油新油和含金属磨粒的润滑油旧油的添加剂消耗的影响,在CD15W-40柴油机润滑油中加入蒸馏水配制水分质量分数为0～0.8%的润滑油样;模拟柴油机气缸套-活塞环摩擦副的磨损工况,对各润滑油样进行磨损实验;对磨损实验后的润滑油样进行傅里叶红外(FTIR)光谱分析,分析油样在无光照的环境中贮存不同时间时各添加剂含量的变化,并与磨损实验前的润滑油新油的FTIR分析结果进行比较。结果表明:未进行磨损实验的润滑油新油,在水分质量分数为0.2%及以上时,抗泡沫添加剂和清净剂的消耗速度随着水分质量分数的增加而加快,而抗磨损添加剂的消耗速度和润滑油中的水分没有直接关系;磨损实验后含有金属磨粒的旧油,在水分质量分数为0.1%及以上时,抗泡沫添加剂、抗磨损添加剂和清净剂的消耗速度都会随着水分质量分数的增加而增加。     

琼脂凝胶注模成型316L不锈钢粉坯体的性能

以琼脂为凝胶体,用凝胶注模成型法制备了316L不锈钢粉坯体;从坯体抗弯强度、收缩率和坯体表面质量三方面析了金属粉含量、琼脂含量、分散剂含量和坯体干燥环境对坯体性能的影响。结果表明:采用金属粉含量55%(体积分数)、琼脂含量0.7%(质量分数)、分散剂含量1%(质量分数)制备坯体时,可以得到抗弯强度达2.7 MPa的坯体;置于温度、湿度可控环境中对坯体进行干燥可有效提高坯体的表面质量。     

锰、铌含量对热轧酸洗QStE500TM钢板组织和性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和透射电镜等研究了锰、铌元素含量调整前后热轧酸洗QStE500TM钢板的组织和性能,分析了不同强化机制及强化效果。结果表明:将锰、铌元素质量分数分别由1.6%,0.050%降至1.3%,0.035%后,试验钢板的显微组织均由铁素体构成,晶粒度均为13.5级,屈服强度由621 MPa降至574 MPa,抗拉强度由654 MPa降至611 MPa;当锰质量分数降低0.3%时,其固溶强化效果降低11.1 MPa,铌质量分数降低0.015%时,Nb-Ti-C第二相粒子的析出数量减少,析出强化效果降低35.9 MPa。     

非平衡磁控溅射制备Cr掺杂DLC复合薄膜的高温摩擦学性能

元素掺杂是提升DLC薄膜摩擦学性能和耐温性能的重要途径。采用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体表面沉积了含氢DLC薄膜,同时利用射频磁控溅射技术完成Cr元素的掺杂,研究Cr元素掺杂对DLC薄膜的力学性能及摩擦学性能的影响。采用纳米压痕仪测试薄膜硬度并利用划痕试验测试膜基结合力,采用拉曼光谱分析薄膜sp²和sp³键含量的变化和转移膜的生成。采用UMT多功能摩擦磨损试验机评价薄膜在常温和高温环境下的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜观察磨损表面,分析其磨损机制。结果表明,Cr元素掺杂会显著提高薄膜的膜基结合力,但会使薄膜硬度有一定的下降。常温摩擦学性能测试显示,DLC薄膜的摩擦因数随着Cr含量的增加呈现出先下降后上升的趋势,在Cr质量分数为3.34%时达到最低;但薄膜的磨损率随Cr含量的增加略有升高。高温摩擦学性能测试表明,Cr元素掺杂显著改善了DLC薄膜的高温摩擦学性能,未掺杂的DLC在150℃以上摩擦时会失效,Cr元素掺杂使薄膜在250℃下也能保持较低的摩擦因数和较长的抗磨寿命。Cr元素的加入能够提高DLC薄膜的膜基结合力,降低摩擦因数,并提高薄膜...     

硼对低合金高强钢大热输入焊缝韧性的影响

对不同硼(B)的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究,分析、讨论B对低合金高强度(High strength low alloy, HSLA)钢焊缝韧性的影响规律。研究表明,低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数,有效细化焊缝组织,而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降,组织粗化。同时,适量B元素还可抑制晶界先共析铁素体的产生;随着焊缝中B质量分数的增大,贝氏体转变得到促进,M-A组元总量提高,从不含B时的2.4%提高到B质量分数为0.008 8%时的5.7%,且其尺寸也相应增大,由平均尺寸2.14 μm增加至2.83 μm。由于B质量分数增加先促进针状铁素体后促进贝氏体形成,因此其对焊缝韧性的影响呈现抛物线变化规律,即低温冲击吸收能量随着B质量分数的增加先上升后下降。在焊缝Ti质量分数约为0.03%的条件下,B质量分数为0.005 2%时,焊缝获得了最佳的低温冲击韧度。