摩擦氧化层对TC4合金磨损行为和摩擦系数的影响

选取TC4合金与3种对偶件微动磨损的完全滑移区,研究摩擦氧化层的形成对TC4合金微动磨损行为和摩擦系数的影响.结果 表明:室温下摩擦系数曲线经历阶段性变化,磨损表面未形成摩擦氧化层,磨损率均较高.合金基体加热至260℃时,TC4/GCr 15微动摩擦系数曲线最早出现由动态稳定向直线稳定的过渡,最早发生轻微磨损转变和摩擦...     

Cu-Ni-Si合金显微组织与摩擦磨损行为

采用熔铸法制备了三种不同Cu含量的Cu-Ni-Si合金(Ni/Si质量比为5︰1)。铸态Cu-Ni-Si合金显微组织采用光学显微镜进行分析;三种不同成分的Cu-Ni-Si合金摩擦磨损性能在销-盘式磨损试验机上进行测试;磨面形貌通过扫描电镜观察。研究结果表明,铸态Cu-Ni-Si合金由两类显微结构构成,即富铜初生固溶体α-Cu(Ni,Si)和α-Cu(Ni,Si)与Ni3Si组成的共晶相。铜含量较高的铸态Cu-Ni-Si合金摩擦系数波动较大,这与对磨材料间物质转移密切相关。随着Cu含量的降低,主要磨损机制由塑性变形转变为磨粒磨损。     

M2高速钢的高温摩擦磨损行为

采用Bruker UMT-3型高温摩擦磨损试验机,对M2高速钢在200、400和600℃下的高温摩擦磨损性能进行研究。采用扫描电镜观察磨损表面形貌,探讨了其磨损机制。结果表明:温度是影响M2高速钢高温摩擦磨损性能的重要因素。随着温度的升高,磨损体积先升高后降低,400℃时磨损体积最大,分别是200和600℃的15倍和1.2倍。200℃时摩擦因数最大为0.65,随温度升高摩擦因数先降低,随后趋于平稳,400和600℃时分别为0.39和0.40。200℃时M2高速钢的磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,以磨粒磨损为主,碳化物减磨作用明显; 400和600℃时主要磨损机制为粘着磨损和轻微的氧化磨损。400℃时粘着磨损严重,磨损加剧。600℃时以氧化磨损为主,氧化层起到良好的减磨作用,磨损减弱。400和600℃下的摩擦因数较200℃小,这是表面的软化熔融和氧化层的润滑的共同作用所致。     

高温下TiN涂层的摩擦与磨损行为

采用阴极离子镀方法在YT14硬质合金刀具表面制备了Ti N涂层,用高温摩擦磨损试验机考察Ti N涂层在500℃高温下摩擦-磨损行为。通过扫描电镜观察涂层表面-界面形貌和高温磨损后表面形貌,用XRD分析了Ti N涂层物相变化,并用EDS能谱仪对结合界面进行线扫描分析和磨痕进行面扫描分析,同时用工具显微镜观察了表面犁沟形貌,对Ti N涂层500℃下磨损机理进行探讨。结果表明,Ti N涂层在500℃磨损后发生高温氧化,Ti N涂层表面磨痕处主要以Ti O2为主,这些氧化层起到了润滑减摩的作用,适合于高速切削与干式切削;在5 N载荷作用下,Ti N涂层的摩擦系数平均值为0.7116;在高温下Ti N涂层表现为氧化磨损,同时伴随着一定的磨粒磨损和黏着磨损。     

热轧钢/热轧钢摩擦副干摩擦高温摩擦行为的研究

用多功能SRV试验机评价了热轧钢/热轧钢摩擦副在干摩擦条件下的高温减摩抗磨性能,并对高温磨损表面进行了分析.结果表明,在试验范围内热轧钢/热轧钢摩擦副的高温摩擦系数随时间的延长呈增长趋势,增长趋势的快慢与试验参数有关,高速时的高温摩擦系数明显低于低速时的高温摩擦系数;大量氧化铁磨屑的产生是造成热轧钢/热轧钢摩擦副高温摩擦系数上下波动的主要原因.试验速度对热轧钢/热轧钢摩擦副的高温磨损机理有很大的影响,在高速（0.32m/s）条件下,高温磨损机理主要是磨粒磨损;而在低速（0.10m/s）条件下,高温磨损机理主要是粘着磨损.     

钼钨热作模具钢的高温摩擦磨损机制

采用Bruker UMT-3型高温摩擦磨损试验机对含0.37％C、4.30％Mo、1.70％W、0.96％Cr,、0.10％Si和0.15％Mn(质量分数)的新型钼钨热作模具钢在400、500、600和700℃进行摩擦磨损试验,以探究模具钢的高温摩擦磨损机制.结果表明:随着试验温度的提高,钢的摩擦氧化层增厚,摩擦因数减...     

准贝氏体钢渗碳层耐磨性及磨损机制研究

研究了准贝氏体钢销盘磨料磨损和冲击磨料磨损的耐磨性和磨损机制，确定了回火温度对耐磨性的影响，探讨了残余奥氏体的机械稳定性及其对耐磨性的作用。结果表明：准贝氏体钢渗碳层的耐磨性接近或优于18Cr2Ni4WA钢；以微切削型磨料磨损为主的准贝氏体钢渗碳件，宜采用180℃回火，以应变疲劳型磨料磨损为主的准贝氏体钢渗碳件，宜采用280℃回火；残余奥氏体的机械稳定性对材料的耐磨性具有重要作用。对于微切削型磨料磨损，机械稳定性高的残余奥氏体不利于提高耐磨性；对于应变疲劳型磨料磨损，机械稳定性高的残余奥氏体明显提高耐磨性。     

SiCp增强高强耐热铝基复合材料的高温摩擦磨损行为

采用小漩涡液态搅拌法制备不同颗粒含量的SiCp/XGF-3复合材料,研究其室温、高温力学性能和摩擦磨损性能。研究发现:基体合金与复合材料的室温、高温力学性能和抗磨损能力均比ZL109有大幅度提高;且在高温、高载情况下更能反映复合材料的抗磨性。其磨损机制由温度和SiCp含量共同作用,低温、高SiCp含量的磨损机制为磨粒磨损;而高温、高SiCp含量复合材料的磨损机制由磨粒磨损和粘着磨损相结合。     

刷式密封高温摩擦磨损行为*

刷式密封能够提升各类透平机械的性能,近年来航空发动机对刷式密封提出了更高的工作温度要求。为研究高温条件下跑道对刷丝尖端的磨损作用,针对性地研制基于电磁加热原理的刷式密封高温磨损试验设备,并成功完成 GH5605 材料的刷封试样与转子跑道之间的高温高速磨损试验,试验温度达到 700 ℃,试验线速度达到 100 m / s。为研究刷丝柱面的高温摩擦磨损行为,基于 SRV 摩擦磨损试验机开展刷丝柱面模拟磨损试验。研究结果表明：刷丝尖端与跑道耐磨涂层之间的磨损机理以磨粒磨损为主,随着跑道温度升高,刷丝尖端附着的氧化物增加,并可使刷丝柱面产生粗糙氧化层;温度对刷丝柱面的磨损行为有显著影响,常温条件下刷丝柱面呈现出显著的黏着磨损特征,在 300 ℃和 700 ℃的试验温度条件下,氧化现象削弱了刷丝柱面的黏着磨损作用,并使其摩擦因数和磨损速率降低。研究结果揭示了刷式密封的磨损机理及高温条件对其磨损行为的影响,可为提升刷式密封的磨损性能提供理论指导。     

铜基石墨合金材料摩擦磨损行为的研究

为研究铜基石墨合金材料的摩擦性能,并预测材料的磨损量变化和寿命,研究了磨损实验数据,总结出用临界热应力状态来判定磨损量线性或非线性的增长关系的结论,并通过微观机理研究、解释并证明了结论的正确性.通过石墨润滑层损坏机理推导出磨损量计算公式并验证了公式的可行性.     

铸钢表面镍基渗层高温摩擦性能的研究

通过负压铸渗工艺在ZG45表面获得与其结合良好的厚5mm的耐磨镍基渗层,对渗层的相进行了分析.用THT-2000型摩擦试验机,对比考察了镍基合金渗层与铸钢基体在不同温度下的摩擦磨损性.结果表明,铸钢基体和渗层的摩擦系数都随温度的升高而降低,同一温度下渗层的摩擦系数小于铸钢基体,这主要是由于温度升高改变了材料表面的属性,以及氧参与摩擦改变了摩擦系统的摩擦性质.在不同温度下镍基渗层的耐磨性要优于ZG45基体的,室温时最为显著,其磨损量是基体磨损量的1/3.渗层的存在提高了材料的耐磨性,起到了保护基体的作用.镍基渗层的磨损机制主要受氧化和粘着磨损控制.     

超音速火焰喷涂涂层的摩擦磨损性能研究

采用划痕分析和干砂粒/橡胶轮磨损测试,主要研究了超音速火焰喷涂(High-Velocity-Air-Fuel,简称HVAF )WC涂层与Al-Ni-Cu合金的摩擦磨损性能,并且与电镀硬铬的性能进行了对比.结果表明,HVAF WC涂层和Al-Ni-Cu合金都发生微量磨损,而电镀铬层中发生明显的增重,同时导致Al-Ni-Cu合金大量磨损.在与Al-Ni-Cu合金对磨中,HVAF WC涂层的磨损机理为磨粒磨损,而电镀硬铬为粘着磨损.滚动接触疲劳磨损对涂层均有作用.     

电子束改性40Cr材料表面微动摩擦磨损性能分析*

利用强流脉冲电子束技术对齿轮常用材料40Cr进行表面改性,利用光学显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、显微硬度仪和摩擦摩损仪对比分析40Cr材料表面电子束改性前后的材料表面形貌、组织和力学性能及其对摩擦磨损性能的影响。结果表明:40Cr材料经电子束处理后,表面粗糙度增加,截面硬度在表层1mm内增加,材料表层组织结构由于重熔快冷发生变化而产生残余奥氏体,硬度和组织的变化都起到改善材料微摩擦磨损性能的作用。电子束改性样品摩擦因数在实验初期相对稳定,随着摩擦磨损试验的进行,摩擦因数急剧升高并接近于电子束改性前的样品。微动摩擦性能得到提高,磨损量相当于改性前的26.4%,降低近4倍。     

考虑摩擦升温的铁路列车制动摩擦块高温磨损机制演变∗

铁路列车制动摩擦块的高温磨损对列车制动安全影响显著,现有对于制动摩擦块高温磨损的研究一般通过环境温度控制来模拟制动界面高温条件,而在摩擦生热条件下对制动摩擦块高温磨损机理及演变规律的研究较少。在多模式制动性能试验台上进行摩擦拖曳制动试验,利用显微特征观测仪器、界面几何特征测量设备等,对制动摩擦块的高温磨损机理和演变进行分析探讨。结果表明,在摩擦生热条件下,当制动界面温度从室温上升至460℃时,摩擦块的主要磨损机制依次为磨粒磨损、氧化磨损和黏着磨损。当磨损机制以磨粒磨损为主时,摩擦块表面的缺陷数量多但尺寸小,摩擦因数与常温下接近;当氧化磨损占主导时,形成的氧化膜会提高耐磨性,摩擦块表面损伤较轻。此时,界面接触状态较好,摩擦因数较高,制动性能有所提高;当高温导致摩擦块材料发生软化和塑性流动时,摩擦块接触平台尺寸较大且极为平整,软化的材料充当润滑剂使摩擦因数下降、制动性能降低。同时,塑性流动会造成材料延展性能耗尽和表面材料撕裂,摩擦块表面严重的局部损伤导致接触界面状态较差,磨损机制以黏着磨损为主。在更接近于真实制动工况的条件下进行研究,揭示了摩擦升温过程中铁路列车制动摩擦块高温磨损机制的演变...     

灰铸铁等离子束合金化的耐磨性和耐蚀性研究

利用等离子柬对灰铸铁进行表面合金化强化处理。采用扫描电镜、X射线衍射、硬度试验和磨损试验等分析了经合金化处理灰铸铁的组织和性能。结果表明,经合金化处理的灰铸铁表面石墨相完全消失,合金化层的显微组织主要是枝晶结构,硬度最高值出现在次表层,平均硬度高达1092HV0．1。由于合金化层组织均匀细密,合金化层的耐磨性比基体高4倍,耐蚀性比基体高72．5％。     

钛合金Ti6Al4V表面Mo-N改性层的摩擦性能研究

采用钼-氮离子共渗与离子渗钼后再氮化2种工艺,在钛合金Ti6Al4V表面形成均匀致密的钼氮合金渗层.实验结果表明,2种工艺形成的表面合金层表面硬度都有大幅度提高,其中渗钼后氮化的硬度Hk0.1为16 810 MPa,钼-氮共渗Hk0.1为18 040 MPa.渗钼后氮化合金层主要为MoN相,而钼-氮共渗合金层主要为Mo2N相. 干摩擦条件下,球盘磨损试验表明,渗钼后氮化工艺更好地改进了钛合金Ti6Al4V耐磨性,降低比磨损率3个数量级.     

铬钛共渗及渗层耐磨性分析

通过表面铬钛渗层改性处理，可提高钢的表面硬度和耐磨性，从而提高工件的表面性能。对钢的铬钛共渗及其耐磨性进行分析研究，并与铬和钛的单渗层进行性能对比。结果表明，铬钛共渗层由混合铬碳化合物和TiC构成，这使得铬钛共渗层具有比铬和钛的单渗层更好的耐磨性。     

等离子表面合金化层摩擦磨损性能研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢表面进行Ti-N和W-Cr合金元素共渗,达到改善其表层耐磨性的目的.经分析,结果表明:Ti-N合金元素共渗层形成了氮化钛沉积层和扩散层,厚度在10μm以上,平均硬度达到HV2300;Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行的超饱和渗碳使表面含碳量达到2.0%以上,淬火及回火后表面硬度达到HV1300,超过一般冶金高速钢.Ti-N合金元素共渗层磨损曲线较平稳,平均摩擦系数较小,耐磨性比Mo-Cr共渗层要好.     

TiAl合金电子束表面合金化层组织和性能研究

利用预涂Si粉,Ti+Si粉的方法对TiAl合金进行电子束表面合金化,“原位”制得了以高硬度金属间化合物Ti_Si_3为增强相的表面改性层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪分析和研究了电子束表面改性层的显微组织结构；同时测试了沿改性层深度方向的硬度分布。结果表明,表面改性层由TiAl,Ti_3Al,Ti_Si_3相组成,Ti_5Si_3相的形态及分布沿层深呈均匀分布；改性层具有较高的显微硬度(HV),最高达895×9.8 MPa,约是基体的3倍。     

TC4 表面等离子 Ni 改性层摩擦磨损研究

目的研究TC4表面等离子Ni改性层摩擦磨损情况,以提高航空用钛合金的使用寿命。方法以近等原子比Ti Ni二元合金作为源极靶材,利用等离子表面合金化技术在TC4表面制备Ni改性层,考察合金层的组织、成分、相结构以及硬度分布,分析Ni改性层和基体的摩擦学性能。结果 Ni改性层主要由Ti2Ni,Ti Ni,Ti等相组成,Ni原子数分数最高为18%;表面硬度高达625HV;改性后的摩擦系数与基体相近,磨痕宽度是基材的1/3。结论 TC4表面等离子Ni改性层耐磨性增加。