强流脉冲电子束对4Cr13不锈钢的表面改性

为了改善4Cr13不锈钢的表面强度和耐磨性,对其进行了强流脉冲电子束表面辐照处理,研究了该处理对4Cr13的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明：电子束处理后,不锈钢表面出现多种形态的熔坑,20次脉冲处理时熔坑边缘出现了大量的变形孪晶;脉冲电子柬处理使不锈钢发生了由α相向γ相的转变,表层晶粒细化至纳米尺度;...     

强流脉冲电子束作用下40Cr表面性能的研究

强流脉冲电子束照射下40Cr试样表面熔坑现象随照射次数的变化而改变。通过金相显微镜观察得到试样表面粗糙度随熔坑的变化趋势,同时观察截面的金相组织,分别测量不同照射次数下试样的表面与截面硬度,在此基础上分析照射次数对试样硬度的影响。采用摩擦磨损试验测试不同照射次数下试样的表面耐磨性能,结果表明经25次照射后试样磨痕宽度减小、磨损体积缩小。     

40Cr表面电子束Al合金化的表面性能分析

利用强流脉冲电子束对40Cr材料进行表面Al合金化,对比分析了其合金化前后的表面粗糙度和表面硬度,对合金化前后的样品进行了微动摩擦磨损实验,并对摩擦磨损实验过程的摩擦系数和磨损量进行了考察分析。实验结果证明40Cr表面电子束Al合金化对试样表面粗糙度的影响具有两面性,40Cr表面电子束Al合金化后样品硬度有所提高,经电子束合金化的样品摩擦系数在磨损初期都很小,随着摩擦磨损的进行摩擦系数出现突变现象,增大后的摩擦系数与原始样品相当。40Cr材料表面经电子束Al合金化后,微动摩擦性能得到提高。     

强流脉冲电子束作用下Cu表面合金化Mo研究

钼（Mo）与铜（Cu）之间属于二元互不固溶体系,然而结合了Mo的高温硬度和强度以及Cu的导电导热等优异性能的Cu-Mo复合材料却在电触头、散热元件等领域有着重要的应用。存在的问题是Cu-Mo之间的固溶度极低,难以实现合金化,从而极大地限制了Cu-Mo复合材料优异性能的发挥。该研究尝试采用强流脉冲电子束（HCPEB）技术实现Cu-Mo互不固溶体系的合金化,从而达到改善材料表面力学性能的目的。利用HCPEB辐照预制Mo涂层粉的Cu基体进行辐照,研究不同脉冲次数对样品固溶度、相结构和表面硬度的影响。结果表明,HCPEB辐照可以有效提高Cu-Mo互不固溶体系的固溶度,15次辐照后,Mo在Cu基体中的固溶度达到最高;随辐照次数增加,Cu(Mo)固溶体受热脱溶影响导致合金层中的固溶度反而有所降低。微观结构图像显示,15次HCPEB辐照后样品表层中可观察到大量的球形以及摩尔形态的Mo颗粒;当辐照次数增加到35次后,Mo颗粒大多倾向于分布在晶体缺陷处,且脱溶析出的Mo颗粒与基体存在一定的取向关系。性能测试结果表明,HCPEB合金化处理后Cu(Mo)合金化表层的硬度与辐照次数呈统一变化趋势,即随辐照次数...     

强流脉冲电子束材料表面改性技术

介绍了一种强流脉冲电子束(电子炮)材料表面改性技术.首先对电子炮的基本构造及工作原理进行了剖析.然后,使用该装置对Al材料进行了表面改性实验,发现材料近表面层的显微结构及力学性能均发生了明显的变化.最后给出了强流脉冲电子束铝材表面改性的温度场模拟结果.     

强流脉冲电子束作用下TiCN涂层微观结构变化与性能研究北大核心CSCD

采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体表面制备TiCN涂层,随后利用强流脉冲电子束(HCPEB)对TiCN涂层表面进行辐照处理。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等仪器观察了HCPEB辐照前后TiCN涂层的微观结构变化,并对比分析了其显微硬度和耐磨性能。结果表明:HCPEB辐照前后TiCN涂层的相组成保持不变,但相衍射峰的位置发生偏移且有所宽化,表明涂层晶粒细化,同时涂层内部应力状态发生改变;辐照后涂层表面粗大的晶粒消失,涂层变得光滑平整;随着辐照次数的增加,涂层的厚度逐渐减小。显微硬度和摩擦磨损试验结果表明,HCPEB辐照显著增加了TiCN涂层的表面显微硬度,其耐磨性能得到显著提升。涂层表面粗糙颗粒的消除、涂层晶粒细化、高密度晶体缺陷的形成以及涂层内部残余应力的改变是HCPEB辐照TiCN涂层性能改善的主要原因。     

强流脉冲电子束中影响潘宁放电因素的模拟分析

为研究强流脉冲电子束内部潘宁离子源电离情况的影响因素,文章基于有限元仿真软件建立二维轴对称模型对其内部磁场和电子分布进行仿真,再从阳极电压、磁场强度、气压三个方面对氩气潘宁放电及径向分布的影响进行了模拟仿真研究,对电离情况和电子分布随这三个因素变化的情况进行了分析。仿真结果表明：在较高气压状态下,电场较小时,电场对电离度的影响是正相关;电场较大时,电场对电离度的影响是负相关。磁场增大会提高电离率,提升到1 T之后磁场强度提高不会影响电离率。电磁场对电子径向分布影响不明显。气压与电离度呈正相关。此外,气压越小,电子径向分布越均匀。     

强流脉冲电子束表面改性镍基合金的研究

DZ22合金因其优良的高温性能被广泛的应用于高温热端构件。为了进一步提高DZ22合金表面性能,使用强流脉冲电子束对其表面进行轰击。本文主要讨论温度场模拟及微观组织状态。采用abaqus模拟软件对轰击时DZ22镍基合金表面的温度场进行模拟。模拟结果表明,轰击时试样表面在0.68μs时达到轰击时表面的最高温度1629℃,超过DZ22镍基高温合金熔点。利用激光共聚焦显微镜对轰击前后合金表面形貌进行观测,实验结果显示,轰击后试样表面产生熔坑形貌。利用X射线衍射仪对轰击前后合金表面组织结构进行分析,实验表明,轰击使合金表面应力状态与晶粒的生长方向发生改变。结果表明,轰击使得DZ22合金表面出现熔坑形貌且改变其晶粒方向。     

强流脉冲电子束表面处理对不锈钢316L耐蚀性能的影响

利用"Nadezhda-2"型强流脉冲电子束装置,以奥氏体不锈钢316L为实验材料,分别通过金相显微镜、X射线衍射、电子探针及电化学腐蚀仪等手段对处理后的样品进行组织分析和性能测试.结果表明,处理材料表层微晶粒尺寸明显细化(纳米化),同时形成显著的(111)晶面择优取向,表面层成分分布趋于均匀.上述脉冲强流电子束轰击诱发的材料组织、结构及成分分布变化构成不锈钢316L耐蚀性能提高的主要原因.     

强流脉冲电子束表面处理对TiAlN涂层刀具的组织结构及性能的影响

采用强流脉冲电子束表面改性技术对TiAlN涂层刀具表面进行轰击处理。利用扫描电镜、X射线衍射仪研究轰击次数对TiAlN涂层刀具表面形貌、涂层厚度及物相组成的影响,检测TiAlN涂层的显微硬度和粗糙度,并对轰击前后涂层刀具的切削性能进行分析。结果表明:随着轰击次数的增加,涂层的厚度减小,涂层表面在微区范围内更致密、光滑,显微硬度则先小幅提高后急剧下降,而涂层的物相组成基本保持不变。与原始刀具的切削性能相比,轰击后的涂层刀具切削速率小幅提高,而刀具后刀面磨损有所下降。     

激光淬火后Cr12MoV渗铬层的摩擦与磨损性能EI北大核心CSCD

利用激光对Cr12MoV冷作模具钢盐浴渗铬后进行表面激光淬火处理,通过SEM扫描电镜和X射线衍射仪分析渗铬层组织结构和物相组成,考察渗铬层摩擦因数与磨损性能,对磨损机理进行讨论。结果表明:渗铬层厚度约为20μm,Cr含量呈梯度分布,在渗铬层中形成富集层;渗铬层物相由CrC_3,CrC_2,(Fe,Cr)_2C_3和Cr组成,经渗铬+激光淬火后渗铬层表面形成致密Cr_2O_3膜;渗铬层-基体为冶金+机械结合方式,经渗铬+激光淬火后冶金结合能力增强;用SiC陶瓷球为对磨件进行干摩擦磨损实验,经渗铬+激光淬火后渗铬层平均摩擦因数为0.5795,比原始状态和渗铬处理分别降低了40.9%和19.2%,减少了黏着磨损,磨损形式为磨料磨损,淬硬层和硬质相是提高磨损性能的主要机制。     

电子束预处理40Cr表面涂镀Cr层工艺分析

针对涂层硬度梯度过渡急剧、涂层与基体的结合力不足的问题,利用电子束对40Cr材料表面进行预处理,然后溅射Cr涂层,考察电子束预处理工艺对材料表面形貌、硬度分布、粗糙度、结合力及摩擦磨损等性能的影响规律。研究结果表明,电子束预处理后,基体硬度提高79%~109%,镀Cr后硬度进一步提高14%~25%,基体熔坑形貌不能完全被Cr层覆盖,涂层粗糙度高于基体未预处理涂层。40Cr经电子束预处理后溅射Cr层的结合力可提高约41.7%,主要原因是表面晶体结构及状态影响了涂层结合力。电子束预处理延长了涂层初磨阶段时间,增强了表面的摩擦磨损性能。     

蛭石改性纸基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备了5种不同含量蛭石表面改性纸基摩擦材料,研究了蛭石含量对摩擦力矩曲线,动、静摩擦系数及磨损率的影响;同时对循环制动过程中动摩擦系数的变化趋势进行研究。利用扫描电子显微镜观察了纸基摩擦材料磨损前后的表面形貌。研究结果表明:随着蛭石含量的增加,摩擦力矩曲线中μi和μd值先降低随后有所增加,μo变化不大;动摩擦系数先减小而后有所增大,而静摩擦系数先增大再减小,磨损率增加;动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小;循环制动过程中,蛭石含量为6%时试样具有较好的制动稳定性。     

三种机械密封材料的摩擦磨损性能研究

研究了3种核主泵用机械密封陶瓷材料(氮化硅、氧化铝和碳化硅)在室温干摩擦条件下及水润滑条件下分别与氮化硅陶瓷球对磨的摩擦磨损性能。研究结果表明,在与氮化硅球干摩擦的3种材料中氧化铝陶瓷具有最大的摩擦系数和最小的磨损质量,氮化硅具有最小的摩擦系数。在氮化硅陶瓷自配对摩擦副摩擦磨损试验中,水润滑条件下氮化硅摩擦系数及摩擦质量损失都有很大程度的减小,且摩擦系数随转速增加而减小。综合考虑力学性能和摩擦磨损性能,选择氮化硅陶瓷作为核主泵机械密封材料更合适。     

碳纤维/碳基摩擦材料的摩擦学性能研究

为适应坦克装甲车辆对摩擦系统高能量密度的要求,采用树脂浸渍碳化工艺制备了碳纤维/碳基摩擦材料,通过离合器试验台对材料进行了摩擦磨损试验,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和3D激光形貌仪对材料表面形貌和磨屑形貌进行了分析。结果表明,碳纤维/碳基摩擦材料的动摩擦系数稳定(μ=0.11);摩擦扭矩曲线平滑,制动平稳性好;体积磨损率为3.2×10-8 mm3·J,耐磨性好;耐热系数达43 900J2·mm-4·s-1,可以在高能量密度工况下使用。碳纤维/碳基摩擦材料与钢对偶片之间的主要磨损机制为犁沟磨损和磨粒磨损。     

C/C复合材料摩擦磨损性能研究

综述了国内外对C/C复合材料摩擦磨损性能的研究现状.指出C/C复合材料的摩擦磨损机理为机械磨损和氧化磨损,在高温下(500℃以上)C/C复合材料的磨损是机械磨损和氧化磨损共同作用的结果,而氧化是磨损的根本原因;影响C/C复合材料摩擦磨损性能的因素有材料本身的因素,如复合材料的热解炭结构、密度、石墨化度、防氧化涂层等,也有实际操作条件的因素如刹车环境、刹车过程中的刹车速度、刹车能量等.提出对不同工艺制备的C/C复合材料的摩擦磨损性能有待于进一步研究.     

搅拌摩擦加工铝基复合材料的高温摩擦磨损性能

通过在铝合金表面一定深度添加颗粒度为10μm的B4C粉末,采用搅拌摩擦加工方法制备成铝基复合材料.采用SEM、EDS、高温摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行研究;分析加工方法和环境温度对摩擦因数和磨痕形貌的影响,并探讨磨损机制.结果表明:高温磨损条件下,搅拌摩擦加工制备的铝基复合材料能明显改善铸态ZL109铝合金的耐磨性;复合材料表现出较好的磨损性能和较低的摩擦磨损因数.搅拌摩擦加工制备的铝基复合材料在100℃时磨损以氧化磨损和磨粒磨损为主,随着温度的升高,300℃时复合材料的磨损机理由氧化磨损转变为黏着磨损.     

Fe含量对Cu基金属陶瓷摩擦材料摩擦磨损性能的影响

研究Fe含量对Cu基金属陶瓷摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，随Fe含量由5％增至20％，导致金属陶瓷摩擦材料的磨损缓慢增加。而对偶的磨损急剧减少：当Fe含量大于20％时。金属陶瓷摩擦材料的磨损急剧增加；同时，随Fe含量的增加。金属陶瓷摩擦材料的硬度及摩擦力矩曲线的稳定性得到了提高。     

C/C刹车材料的摩擦磨损性能与机理

简要介绍了C/C复合材料在刹车领域的应用,综述了几十年来人们以C/C刹车材料摩擦磨损性能与机理的研究结果,对C/C复合材料的摩擦磨损特征和影响摩擦磨损性能的一些因素作了介绍。     

纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能的研究

利用MM200型磨损试验机研究了纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能.实验结果表明:纳米粒子能明显地提高润滑油的抗磨减摩性能.并利用光学显微镜和扫描电子显微镜 (SEM) 观察了磨痕形貌,分析了纳米粒子在磨痕表面分别以"垫片"和"轴承"形式参与润滑.