表面双重改性304钢干摩擦特性研究

为了改善304钢的干滑动摩擦学性能,采用激光打标机在304钢基体表面刻蚀出直径及间距为300μm的点坑状织构,之后对织构前后试样表面进行盐浴渗氮处理。分别采用D/MAX-Ultima+型X射线衍射仪、3D形貌仪、开尔文探针及Fisherscope型显微硬度测试仪对复合改性表面的化学成分、表面形貌、表面电子功函数及表面显微硬度进行了检测。采用CSEM旋转摩擦磨损试验机测试3种试样的摩擦学性能,试验条件为干摩擦。试验结果表明:盐浴渗氮处理后表面的显微硬度大大高于304钢基体表面,渗氮表面功函数明显高于304钢基体表面。渗氮光滑表面的抗磨性能显著优于304钢基体表面,而复合改性表面又明显优于渗氮光滑表面,说明复合改性表面具有极为优异的抗磨特性。     

表面织构参数对渗氮304钢在纳米微粒添加剂润滑油作用下摩擦特性的影响

采用激光打标机在304钢基体表面刻蚀出孔径与间距数值相等的均布微坑;将激光织构的试样放入渗氮炉中进行表面渗氮处理;采用表面修饰剂对质量比为1∶1的SiO_2和TiO_2混合纳米微粒进行表面修饰后,将其(3%,质量分数)加入到基础油中,使用摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损实验。系统地对试样复合改性表面硬度、表面化学成分、表面形貌及摩擦磨损形貌进行研究。实验结果表明:表面织构参数影响304钢的摩擦学性能,其摩擦因数随孔径及间距的增大而减小,在摩擦过程中,织构微坑能够起到收集磨屑、存储润滑剂、降低磨损的作用;表面经盐浴渗氮处理后,其显微硬度由222.53HV0.1提高到573.63HV0.1,硬度显著提升;纳米微粒作为润滑油添加剂不仅能够产生微轴承作用将部分滑动摩擦转变为滚动摩擦,同时还能生成一层润滑保护膜。复合润滑结构与含有纳米添加剂的润滑油配合能够显著地降低磨损,使材料具有优异的摩擦学性能。     

QPQ盐浴复合处理对50钢耐磨性的影响

目前,对50钢采用QPQ盐浴复合处理后的研究报道不多,对其在冲击载荷下的摩擦磨损研究更为鲜见。用QPQ技术于570℃下对50钢氮碳共渗2 h,再于温度370℃下氧化20 min,利用SEM、显微硬度仪、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机分别对QPQ渗层的显微组织、显微硬度、化学成分和耐磨性进行了研究。结果表明:QPQ渗层表面平整,渗层由外到内依次为氧化膜、疏松层、化合物层和扩散层;QPQ处理后试样的表面硬度为520HV1 N,在QPQ处理过程中,由于N元素的不断渗入,钢的表面形成Fe2~3N和Fe4N相;经QPQ处理的试样在干摩擦、油润滑和存在冲击载荷的情况下,摩擦系数和磨损量均分别有不同程度的减小,摩擦系数最高减少了33%,最小磨损量仅为调质态试样的7.7%。     

表面激光织构化复合盐浴渗氮改性304钢的摩擦学特性

为了较大程度上提高304钢在各工业领域的应用,采用M-DPSS-50半导体激光打标机在304钢基体表面刻蚀出直径及间距分别为269,131μm的点坑状织构,之后采用盐浴渗氮炉对织构化表面进行渗氮处理。分别采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜及显微硬度测试仪检测复合改性表面的化学成分、表面形貌及表面显微硬度;采用微机控制多功能摩擦磨损试验机测试复合改性表面的摩擦学性能。结果表明:织构化处理获取了规则的织构点坑表面,盐浴渗氮处理后表面的显微硬度达到574.27 HV1 N,大大高于304钢基体表面的222.58 HV1 N。渗氮光滑表面的抗磨减摩特性都显著优于304钢基体表面,而复合改性表面又都明显优于渗氮光滑表面,说明复合改性表面具有极为优异的抗磨减摩特性。     

Q345钢激光熔覆镍基WC合金的组织与耐磨性能

为进一步提高Q345钢激光熔覆层的耐磨性能,利用激光熔覆技术在Q345钢表面制备了70%Ni60A+30%WC熔覆层(质量分数)。采用X射线衍射仪及扫描电镜分析了熔覆层的物相、显微组织,采用摩擦磨损试验研究其耐磨性能。结果表明,Q345钢表面激光熔覆镍基WC合金对其表面的晶粒细化、显微硬度和耐磨性等都有很大提升。     

GCr15钢表面激光硼化研究

在已经过常规淬火的GCr15轴承钢表面,利用脉冲Nd∶YAG激光进行了B4C粉末硼化改性处理.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及摩擦磨损试验仪器对激光硼化处理后改性层的显微组织及性能进行了研究.结果表明:激光硼化改性层由树枝晶的FeB、Fe2B和基体组成,改性层的表面硬度高达HV1560,相比处理前硬度提高了81.8％,硬化层深度约为150μm,磨损率相比处理前降低了67.55％,激光硼化后GCr15钢表面的硬度和耐磨性能显著提高.     

金属抗磨修复材料对45钢摩擦副表面改性的影响

用XRD分析了添加羟基硅酸镁金属抗磨修复材料的成分,比较了45钢-45钢摩擦副在50CC机油及其与修复材料共同润滑下摩擦系数的变化规律,并测试了摩擦副质量随时间的变化趋势以及改性层的显微硬度。结果表明,修复材料中的主要成分Mg3Si2O5(OH)4是形成摩擦副表面改性层的主要物质;在50CC机油中加入不同含量的修复材料后摩擦系数均明显降低,且当修复材料含量为10%(φ)时,摩擦系数达到最小值0.0487,较仅用机油润滑时降低了61.04%;15 h后,上、下摩擦副质量均随时间的延长而增加;表面改性层的显微硬度均值达404.96Hv,较基体硬度提高了2倍。     

选区激光熔化成型4Cr5MoSiV1钢的组织与性能优化

为优化选区激光熔化成型4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究了支撑结构和激光重熔对4Cr5MoSiV1钢试样表面形貌、显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响.结果表明:细晶强化作用、固溶强化作用、析出强化作用和冶金质量的增加可提高试样的力学性能,且冶金质量对力学性能的影响程度较高. SLM成型4Cr5MoSiV1钢试样的抗拉强度为948. 6 MPa、断后伸长率为9. 3% 、顶部表面显微硬度为578. 2HV、底部表面显微硬度为560. 4HV.支撑结构X/Y间距的减小可增加支撑结构数量、提高支撑作用、增强导热能力,其细晶强化、固溶强化作用和冶金质量增加,力学性能提高.设计切割间距对试样的力学性能影响较小,但支撑去除难度降低.激光边界重熔对试样的力学性能影响较小,而经激光表面重熔后试样的晶粒粗化、晶粒内第二相析出物增多,飞溅颗粒、黑烟颗粒和孔隙缺陷基本消失,力学性能明显提高,其抗拉强度为1 387. 2 MPa,断后伸长率为14. 6% ,顶部表面显微硬度为632. 4HV,底部表面显微硬度为608. 4HV.     

2Cr13钢激光表面合金化的组织和性能分析

2Cr13钢通过激光表面合金化达到表面改性的目的。利用扫描电镜观察了在不同工艺参数下，激光表面合金化的强化效果及显微组织。用显微硬度计检测了激光合金化组织的显微硬度。结果表明，2Gr13钢激光表面合金化能大大提高其表面的硬度和耐磨性，使它的应用更为广泛。     

油溶性纳米铜对Al2024-GCr15钢摩擦副的摩擦学效应

将实验室合成的纳米Cu添加剂按质量分数1%加入到参比油中,使用SRV型微动摩擦磨损试验机考察了油溶性纳米铜添加剂对Al2024-GCr15钢摩擦副润滑过程中摩擦磨损行为的影响,并对摩擦副的磨损表面进行了分析.结果表明:油溶性纳米Cu添加剂有很好的抗磨减摩性能,能够明显地提高SJ15W/40汽油机油的品质,是一类比较优异的抗磨减摩添加剂.其抗磨减摩机理为软金属纳米颗粒(纳米Cu颗粒)在摩擦过程中由于物理、化学和电化学等的作用沉积到摩擦表面,在负载作用下铜、铝磨粒熔合、共晶重组并"焊接"在摩擦副上形成弥散分布的突起,从而起到抗磨减摩效果.     

激光表面强化对40CrNiMo钢组织及性能的影响

为了提高常见汽车传动轴的耐磨性及力学性能,分别采用激光淬火及激光熔覆技术对40CrNiMo钢表面进行了激光强化处理.利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的微观形貌;利用显微硬度计测试了淬火试样的硬度;利用高低温摩擦磨损试验机测试了淬火试样的摩擦磨损性能;利用万能力学试验机对熔覆层的力学性能进行了评估.结果...     

矿物质润滑油添加剂对齿轮作用效果的研究

本文以含矿物质润滑油添加剂油润滑条件下的减速箱齿轮为对象,通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、显微共焦拉曼等仪器测试分析,研究了这种添加剂对齿轮的作用效果.结果发现齿轮表面点蚀坑的微裂纹被填补,在表面形成了新物相,且表面粗糙度降低,硬度提高.齿轮表面形成的新物相含碳量很高,具有SP2、SP3的碳化学键.这种添加剂在磨损过程中引起了摩擦表面复杂的物理化学变化,形成新物相填补了裂纹,并逐渐在摩擦表面形成修复层,具有减摩抗磨和动态磨损自修复的作用.     

QPQ盐浴复合处理技术对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术,将QPQ技术应用干3Cr2W8V钢,利用OM、SEM、显微硬度计、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对QPQ渗层的显微组织、化学成分、显微硬度,物相,耐磨性和耐蚀性进行了分析研究.结果表明,QPQ渗层表面平整,当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着氮碳共渗盐...     

稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响

研究了稀土氯化物CeCl3添加量对H13钢固体渗硼层截面形貌、显微硬度、表面粗糙度以及相组成的影响,以及稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温摩擦磨损性能。结果表明:添加2.5%和5%的稀土显著提高渗硼层厚度、显微硬度与致密性,但是表面粗糙度略有提高;10%稀土渗硼试样的渗层最厚,但是其显微硬度、致密性明显下降,表面粗糙度提高;稀土辅助渗硼层中除Fe2B相外还出现了(Fe,Cr)2B相;与不加稀土渗硼试样相比,5%稀土渗硼试样的渗层磨穿时间约增加一倍,磨损率降低21%;5%稀土渗硼试样磨损率比未渗硼H13钢降低了61%,并且也低于10%稀土渗硼试样。因此,加入5%稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温耐磨损性能较优。     

高周疲劳过程中45钢表面显微硬度变化规律的研究

应用显微硬度计对高周疲劳不同循环周次下正火45钢光滑圆试样进行了表面显微硬度测量。使用数理统计的方法对显微硬度测试值进行了处理。研究结果表明，不同疲劳阶段，试样表面显微硬度测试值呈正态分布，显微硬度方差在整个疲劳过程中始终呈现较大的离散性。在三级应力水平下显微硬度统计均值随循环周数的不同变化规律基本相同，表现出明显的阶段性，即显微硬度先升高，后下降，再上升并逐渐趋于稳定，其中在寿命的20％～30％阶段是一个活跃时期。随着应力水平的提高，表面硬度达到稳定状态所需时间有缩短趋势。疲劳后期，随着应力水平的提高，试样表面显微硬度有明显降低。     

汽车轴承用GCr15钢表面制备Ni-TiN纳米镀层研究

采用超声波辅助电沉积方法在GCr15钢表面制备了Ni-TiN纳米镀层,并利用摩擦磨损试验机、显微电子天平、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器对Ni-TiN纳米镀层的磨损量、表面形貌及物相组成情况进行分析。结果表明,当超声波功率为150 W时,镀层磨损量达到最小值1.1 mg。Ni-TiN纳米镀层的平均显微硬度为648.5 Hv,其平均摩擦因数约为0.45。Ni-TiN纳米镀层主要存在Ni、Ti、N等元素,且Ni元素衍射角分别位于44.8,52.2和76.8°处,TiN粒子的衍射角位于36.7,42.6和61.8°。     

层状硅酸盐润滑材料对铁基摩擦副的自修复效应

采用机械球磨法制备了一种层状硅酸盐润滑材料,利用往复摩擦磨损试验机评价了其作为润滑油添加剂对45钢摩擦副的自修复效应,借助扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）及纳米硬度仪（Nano-hardness indenter）对自修复层进行了表征,探讨了其减摩抗磨及自修复机理。结果表明,层状硅酸盐微粉作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨及自修复性能,尤其在50N、1.0m/s时,其摩擦因数及质量磨损率分别较基础油降低约49.6%和83.8%。添加剂与摩擦表面发生了复杂的理化作用,诱发形成了较为连续的＂多孔＂氧化膜自修复层,厚度约为1.08μm;表面较为光滑平整,主要由Fe、C、O及微量的Mg、Si等元素构成,具有较高的硬度,有效地降低了摩擦磨损。     

Cr12MoV钢PSII氮离子注入层的组织与性能

采用等离子体源离子注入技术(PSII),对Cr12MoV钢进行了氮离子注入,用俄歇电子能谱仪和透射电子显微镜对注入层的成分和组织进行了分析,分析结果表明:注入层的氮浓度分布具有类高斯分布特征;注入层中的马氏体组织被细化并有非晶态组织形成。显微硬度和摩擦性能测试结果表明,注入层的显微硬度和摩擦性能得到了明显的提高和改善。     

Cr12MoV钢PSⅡ氮离子注入层的组织与性能

采用等离子体源离子注入技术（PSⅡ）,对Cr12MoV钢进行了氮离子注入,用俄歇电子能谱仪和透射电子显微镜对注入层的成分和组织进行了分析,分析结果表明：注入层的氮浓度分布具有类高斯分布特征;注入层中的马氏体组织被细化并有非晶态组织形成。显微硬度和摩擦性能测试结果表明,注入层的显微硬度和摩擦性能得到了明显的提高和改善。     

10钢/35CrMnSi径向摩擦焊接头的力学性能及组织特征

目的 研究10钢/35CrMnSi惯性径向摩擦焊接头的力学性能和组织特征。方法 通过对10钢/35CrMnSi进行惯性径向摩擦焊接试验,采用OM、超声检测、万能材料试验机及显微硬度仪对接头的微观组织及力学性能进行表征。结果 10钢/35CrMnSi惯性径向摩擦焊接头焊合区内未发现裂纹、夹渣、未熔合等焊接缺陷,焊合率100%;接头显微硬度分布呈现出中间高两头低的特征,平均剪切强度达520 MPa,略高于10钢母材;焊接界面为明显的“锯齿状”咬和,35CrMnSi侧的热影响区由细小马氏体和少量贝氏体组织,10钢侧形成了一层具有明显金属流线的塑性变形层,靠近焊接界面的塑性变形层为厚度约150 μm的细晶区,其组织为少量马氏体和铁素体。结论 采用惯性径向摩擦焊技术实现了10钢/35CrMnSi异种金属的高强连接。