铝-石墨界面反应对石墨、碳化硅混杂增强铝基复合材料摩擦磨损性能的影响

研究了石墨(Gr)铝界面反应对Gr,碳化硅(SiC)混杂增强铝基复合材料(Gr+SiC)Al摩擦磨损性能的影响。在630℃下对SiCAl和混杂复合材料分别加热保温了4,8,12,16h。硬度试验和透射电镜分析说明,随热处理时间的延长,GrAl界面反应物增加,而SiCAl几乎没有发生界面反应。用热处理后的混杂复合材料试样进行了干磨损试验。结果表明,随着热处理时间的延长,混杂复合材料摩擦系数升高,而磨损率降低。对Al4C3对复合材料摩擦磨损性能的影响进行了讨论。     

石墨对C/Cu复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析.结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损.     

纳米SiCp增强AZ91D复合材料的摩擦磨损性能

采用机械搅拌与高能超声处理法制备了纳米SiCp增强AZ91D镁基复合材料(n-SiCp/AZ91D),研究了n-SiCp含量及温度对材料摩擦磨损性能的影响.结果表明,AZ91D镁合金中加入n-SiCp能够改善材料的耐磨损性能,并随着n-SiCp添加量的增加,耐磨损性逐渐增加.基体和复合材料在室温至300 ℃范围内,经历了从轻微摩擦磨损到严重磨损的转变.复合材料从轻微摩擦磨损到严重磨损的转变温度比基体提高了50℃,另外,复合材料还表现出较好的耐高温磨损性能.     

WC/W_2C_P表面改性对WC/W_2C_P-NiCrBSi/耐热钢复合材料磨损性能的影响

以铸造碳化钨(WC/W2C P)为增强颗粒,利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料。利用SEM,EDS,显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2C P表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域(WC/W2C P-Ni Cr BSi)的微观组织结构和性能;利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2C P表面改性对复合材料在室温和600℃时的磨料磨损性能的影响。结果表明,经表面改性后WC/W2C P在Ni Cr BSi基体中的分解得到了有效抑制,颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍。以表面改性的WC/W2C P为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率。在600℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜,致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率。     

石墨-AZ91镁基复合材料及其摩擦磨损性能的研究

研究了不同石墨颗粒含量对AZ91镁合金基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：在所研究的范围内，复合材料的摩擦磨损特性明显优于基体合金；随着石墨颗粒含量从5％增加到20％，镁合金基复合材料的耐磨性得到明显的改善，磨损质量损失与摩擦系数都降低到较低水平。在不同磨损阶段，对应着不同磨损机制。随着磨损过程的进行，在磨损试样表面逐渐形成一层连续黑色润滑膜，这层润滑膜有效隔离两摩擦副的直接接触，有效地延迟了镁合金基复合材料由轻微磨损向严重磨损的转变过程。     

时效处理对Al2O3/CuCrZr复合材料干摩擦磨损性能的影响

通过粉末冶金结合热挤压工艺制备出A l2O3颗粒增强Cu-Cr-Zr基复合材料,研究了时效处理工艺对该复合材料干摩擦磨损行为的影响。结果表明,经过480℃×1h时效处理后,在复合材料的基体中形成细小弥散的共格沉淀相,使其硬度提高并得到良好的导电性能。加入A l2O3颗粒显著提高了复合材料的耐磨性和摩擦的平稳性。磨损机理分析表明,恰当的时效处理工艺使复合材料基体的力学性能提高,摩擦过程中亚表层变形程度显著降低,避免了严重粘着转移的发生,改善了复合材料的耐磨性能。     

CTCP/NiCrBSi局域化增强耐热钢基复合材料的界面及其高温磨损性能

以表面改性的铸造碳化钨颗粒(CTC_P)为增强体,以NiCrBSi合金为粘结相,以耐热钢为基板采用真空熔烧工艺制备了一种CTC_P/NiCrBSi局域化增强耐热钢基复合材料。观察分析了复合材料的界面特征及其形成机理,研究了复合材料在25~800℃下的磨损性能,并讨论了复合材料的磨损机理。结果表明,复合材料增强区域组织致密、CTC_P分布均匀,增强区域与耐热钢基板之间的界面由CTC_P分解区,γ-Ni等温凝固区和富含(Fe,Cr)-B的扩散影响区三个部分构成;在试验温度范围内,复合材料的磨损率都小于耐热钢的磨损率,复合材料的磨损率和相对耐磨性都随着试验温度的升高呈现先减小后增加的趋势,800℃时复合材料的相对耐磨性最高,达到耐热钢的1.8倍;在25~600℃时,复合材料的磨损机理主要是微观切削、塑变疲劳断裂、CTC_P表面由磨料碾压刮擦导致的疲劳剥落和CTC_P因NiCrBSi支撑不足导致的折断或脱落,在600~800℃时,复合材料的磨损机理主要是微观切削和氧化与磨损的交互作用。     

原位TiB2/Al复合材料摩擦磨损性能

研究了原位内生TiB2颗粒增强铝基(TiB2/Al)复合材料的摩擦磨损性能,并借助SEM对材料的磨损表面进行了分析.试验结果表明:复合材料的耐磨性优于基体铝.     

碳纤维含量对Al2O3+C/ZL109混杂复合材料摩擦磨损性能的影响

利用挤压铸造法制备了A1203 C／ZLl09短纤维混杂金属基复合材料，并探讨了A1203纤维体积分数为12％时，C纤维含量对该混杂复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着C纤维体积分数的增加，复合材料的摩擦因数和磨损率逐渐降低。12％A1203和4％C短纤维的协同作用使复合材料从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷比基体合金提高了1倍。当载荷低于临界载荷时，复合材料的主要磨损机制为犁沟磨损和层离，C纤维的加入有利于磨损表面裂纹尺寸的减小。但随着载荷的逐渐增加并发生严重磨损时，基体和复合材料的磨损机制均为严重的粘着磨损甚至局部熔化磨损。     

SiC涂层对高温气冷堆用石墨摩擦磨损性能的影响

利用MM-200磨损试验机对高温气冷堆反射层用石墨（IG11）及HTR-10高温气冷堆燃料元件基体石墨（MG）的摩擦磨损性能进行了研究。结果发现,摩擦系数随载荷增加而逐渐减小,两种石墨的摩擦系数基本相同。石墨的磨损速率随载荷增加而增大,石墨IG11的耐磨性优于MG的。利用气相反应扩散法在石墨基体上涂覆SiC涂层后可以明显改善其耐磨性,且随着涂覆温度的升高改善效果更为明显;低温涂覆SiC涂层后IG11的耐磨性优于MG的,高温涂覆SiC涂层后MG的耐磨性优于IG11的。     

SiCp颗粒复合对ZA27合金耐磨性能的影响

用铸造法制备了ＳｉＣｐ／ＺＡ２７复合材料,用ＭＭ２００磨损试验机,测定和对比了基体合金和不同颗粒含量复合材料在不同载重下的磨损量。结果表明：在重载条件下,复合材料的耐磨性远高于基体材料。     

高硅铝合金及其原位复合材料干滑动磨损性能与机制

采用熔体反应法制备了(Al2O3 Al3Zr)p/Al-22%Si原位复合材料。探讨了高硅铝合金及其原位复合材料的干滑动磨损行为,并对其磨损表面和亚表面形貌进行了观察和分析。试验结果表明:复合材料的磨损量显著低于同条件下高硅铝合金的磨损量,且随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损量减小。磨损表面亚表面的SEM观察分析表明:高硅铝合金磨损表面存在与亚表面相连的撕裂纹和宽大的犁沟,其磨损机制为粘着磨损加磨粒磨损的混合型磨损;复合材料的磨损表面亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损。     

石墨对亚微米SiCp/Cu复合材料耐磨性能的影响

以亚微米SiCp、石墨和铜粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备了亚微米SiCp/Cu基复合材料和亚微米SiCp 石墨/Cu基复合材料,考察了添加石墨对亚微米SiCp/Cu基复合材料硬度、拉伸性能、致密性和耐磨性的影响.结果表明,石墨的加入轻微降低了SiCp/Cu基复合材料的硬度、伸长率、致密性和耐磨性,在一定程度上提高了抗拉强度,并且磨损表面上的粘着、塑性变形和物质转移倾向亦明显降低,能起到较好的减磨作用.     

颗粒尺寸对SiCp/6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌铸造方法制备颗粒尺寸为20～50 μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒尺寸对6061铝基复合材料显微组织、拉伸力学性能和耐磨性能的影响.结果表明:通过搅拌铸造方法制备6061铝基复合材料,SiC颗粒在6061铝基复合材料中分布较为均匀,且随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料中SiC颗粒的分布均匀性提高.SiC颗粒尺寸越小,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率越高.在SiC颗粒尺寸为20μm时,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为296MPa、5.5％.随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料的耐磨性能提高,磨损率逐渐下降.     

离心铸造颗粒增强金属基复合材料的硬度行为

采用离心铸造工艺制备了WC颗粒/钢基表面复合材料,并研究了其硬度变化的特征。结果表明,离心铸造使WC颗粒呈梯度分布,硬度由表及里呈现逐渐降低的趋势,过渡区得到强化;并通过回归分析建立了复合材料硬度随外表面距离变化的数学模型。     

二硫化钼含量对铜-镀铜石墨复合材料性能的影响

用传统的粉末冶金方法制备了二硫化钼-铜-镀铜石墨及二硫化钼-铜-石墨复合材料,对其电阻率、抗弯强度、硬度和耐磨性进行了测试,并用金相显微镜和SEM观察了该复合材料的显微组织和磨面形貌,分析了二硫化钼含量对这两种复合材料的组织与性能的影响,结果表明,随着二硫化钼含量的增加,铜-镀铜石墨复合材料的电阻率略微增高,抗弯强度和硬度值提高;二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料的各项性能指标均优于二硫化钼-铜-石墨复合材料的性能指标;在磨损实验中二硫化钼的加入增强了两种材料的机械磨损的耐磨性.     

TiAl_3相对原位TiC/Al-4.5Cu复合材料高温磨损行为的影响

采用接触反应法制备了原位TiC/Al-4.5Cu复合材料,研究了微观组织中TiAl_3相对复合材料100~250℃高温下干摩擦磨损行为的影响。结果表明:高温下原位TiC/Al-4.5Cu复合材料磨损量均随载荷(15~55 N)增加而增加,但含TiAl_3相的复合材料磨损量始终较高。当载荷大于35 N,复合材料存在一个磨损加剧的临界转变温度;含TiAl_3相的复合材料该临界转变温度较低。TiAl_3相的存在降低了复合材料的耐磨性。     

石墨/铜铁基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用感应加热烧结粉末冶金的方法,以铜铁合金为基体,添加石墨制备石墨/铜铁基自润滑复合材料,对比研究了添加石墨前后2种材料的组成、结构、表面形貌及摩擦学性能,并分析了磨损机理。研究结果表明:添加石墨能起到润滑作用,使材料的摩擦因数减小,磨损率降低;添加的石墨一部分转化成新态,其余则进入材料的空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到减摩的作用;添加石墨后,摩擦材料的磨损机制由粘着磨损变为磨粒磨损。     

银-石墨烯复合材料的滑动摩擦磨损性能

采用球磨混粉、冷等静压和真空烧结的工艺流程制备了含0.5%~2.0%石墨烯的银-石墨烯复合材料,并对复合材料进行销盘式摩擦磨损试验以研究其大气环境滑动摩擦磨损性能。研究结果表明,因石墨烯易团聚,石墨烯含量限于1.5%时能够有效改善复合材料的性能。与未增强的银相比,由于在接触表面形成自润滑碳质膜,银-石墨烯复合材料表现出较低的摩擦系数、较少的磨损量和较低的接触表面温度。随石墨烯含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损量均下降。复合材料的主要磨损机制为粘着磨损和磨料磨损。     

WCp增强钢基表层复合材料的两体磨粒磨损性能

在室温条件下,选用销盘磨粒磨损试验机,绿碳化硅磨料,研究增强相WC颗粒直径对WCp增强钢基表层复合材料磨损性能的影响,以正火ZG45作为标样,计算相对耐磨性ε值.研究结果表明,WCp增强钢基表层复合材料相对于正火ZG45的相对耐磨性ε值,随其增强相WC颗粒直径的变小而降低,当增强相WC颗粒直径大于150μm时,相对耐磨性ε值高达40左右,而当增强相WC颗粒直径小于100μm时,相对耐磨性ε值降低到5以下.