TiN、AIN薄膜的摩擦磨损和抗高温氧化性能及机制

采用电弧离子镀工艺在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面沉积TiN、AlN薄膜，通过扫描电镜、摩擦磨损试验和高温氧化试验等方法研究了薄膜的微观结构、化学成分与其摩擦性能和抗高温氧化性能之间的关系，同时探讨了薄膜的摩擦磨损机制和高温氧化机制。     

溅射功率对La-Ti/WS2 复合薄膜高温摩擦学行为的影响

高温条件下WS₂易于氧化生成WO3,导致WS₂固体润滑薄膜的摩擦学性能受到较大影响。为改善WS₂固体润滑薄膜在高温条件下的摩擦学性能,采用非平衡磁控溅射技术制备了共掺杂La-Ti/WS₂复合薄膜,研究了靶功率对磁控溅射La-Ti/WS₂复合薄膜结构和高温摩擦学性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了薄膜微观形貌、成分、力学性能、微观结构。利用高温摩擦磨损试验机研究了复合薄膜的高温摩擦学性能。结果表明,高温环境下,靶功率为20W时La-Ti/WS₂复合薄膜表现出优异的摩擦学性能。此时,复合薄膜H/E值最大,摩擦系数最小,平均为0.012,磨损率最低为1.56×10^-8mm³/N·m,这主要归因于高温下摩擦界面产生的稀土氧化物,促使La-Ti/WS₂复合薄膜的摩擦磨损机制发生了改变,使得WS₂在高温受破坏的情...     

TiN基纳米复合超硬薄膜的摩擦磨损特性

分别用磁控溅射、脉冲直流和射频等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)技术得到了TiN、TiSiN、TiBN及Ti-C-N纳米复合超硬薄膜。用球盘式摩擦磨损试验考察了各种薄膜的磨损特性。结果表明此类纳米复合超硬薄膜的抗磨损性能比单纯的TiN薄膜有显著提高,但复合薄膜的室温摩擦因数较高,高温下摩擦因数也仅有轻微降低,可能由于表层生成减摩氧化层所致。特别对于TiSiN薄膜,随薄膜中Si含量的上升,其耐磨损性能有所下降。     

几种氮化物薄膜与熔融玻璃之间的高温界面摩擦行为*

使用多弧离子镀设备制备了AlTiN,CrN,TiN,ZrN薄膜,在850℃条件下,利用自行研制的高温界面摩擦试验装置对上述薄膜与熔融玻璃之间的界面摩擦行为进行了试验研究.利用X射线衍射分析了上述4种薄膜在高温试验前后的物相结构变化.此外,在500℃条件下测量了4种材料与熔融玻璃的高温润湿行为.试验结果表明CrN,TiN,ZrN 3种薄膜材料具有良好的抗高温氧化性能,而AlTiN薄膜在高温下会逐渐氧化生成A12TiO5氧化膜,该氧化膜能够阻止氧化反应的继续进行,且A1TiN,CrN,TiN,ZrN 4种薄膜与熔融玻璃之间的接触角与界面摩擦存在对应关系.     

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...     

一种新型热冲压模具钢的高温摩擦磨损性能

将开发的新型热冲压模具钢作为试验钢,常用的热作模具钢H13作为对照钢,采用Bruker UMT-3型高温摩擦磨损设备,同时对试验钢和H13钢分别在400、500、600和700℃进行高温摩擦磨损试验。针对摩擦因数和磨损率两方面的试验结果,从微观角度、磨损机理、化学成分和碳化物类型等方面进行了分析和探讨。研究表明：试验钢的高温摩擦磨损性能优于H13钢,温度是影响热冲压模具钢摩擦磨损性能的重要因素,具体体现在氧化层厚度和基体硬度两方面。试验钢的磨损机制主要以氧化磨损和粘着磨损为主,而H13钢同时存在氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损。     

CoCrMo合金表面掺金属类金刚石薄膜的摩擦学性能

采用非平衡磁控溅射结合阳极型气体离子源技术在CoCrMo合金表面制备掺钨类金刚石薄膜(WDLC)和掺钛类金刚石薄膜(Ti-DLC)。利用努氏显微硬度计、结合力划痕仪、摩擦磨损试验机、表面形貌仪和洛氏硬度计表征膜层的力学性能,并用扫描电镜分析磨损形貌,探讨薄膜磨损机理。结果表明:所制备的2种薄膜均具有典型的DLC薄膜特征,W-DLC薄膜的硬度、结合力和摩擦磨损性能均优于Ti-DLC薄膜,更适合于CoCrMo合金的表面强化处理;CoCrMo合金的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,而Ti-DLC/CoCrMo和W-DLC/CoCrMo的磨损机制以滑动磨损为主伴随极少量的磨粒磨损;经DLC薄膜处理,摩擦因数从CoCrMo合金的0.578降低到0.2以下,磨损率也降低了2个数量级,大幅度地提高了CoCrMo合金的摩擦磨损性能。     

盐雾腐蚀条件下Ti合金表面功能薄膜的摩擦磨损性能

目的研究Ti6Al4V合金、铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)薄膜、钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜和氮化钛(TiN)薄膜,在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下的摩擦磨损性能。方法在商用Ti6Al4V合金表面通过非平衡磁控溅射制备Cr-DLC薄膜和W-DLC薄膜,通过多弧离子镀技术制备TiN薄膜。利用扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、白光干涉扫描轮廓仪,对薄膜的形貌、硬度、干摩擦和腐蚀摩擦性能、磨痕形貌进行测试分析。结果干摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面沉积Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜的摩擦系数均比Ti6Al4V合金低;Ti6Al4V合金及其表面制备的三种薄膜在盐雾腐蚀气氛条件下的摩擦系数都比干摩擦条件下有所增加。与Ti6Al4V合金相比,Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下均减小了磨损体积。干摩擦条件下,W-DLC薄膜的磨损体积为0.0017 mm~3,耐磨性最好;盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,TiN薄膜的磨损体积为0.0028 mm~3,表现出最佳的耐腐蚀磨损性能。通过磨痕形貌可以得出,盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面制备的金属掺杂类金刚石薄膜的磨损受到磨粒磨损和腐蚀磨损双重机制的影响。结论三种表面功能薄膜在盐雾腐蚀气氛摩擦条件下都较好地保护了Ti合金,极大地减少了磨损损失。     

磁控溅射NiCrAlY/MoS2复合薄膜结构与性能研究

目的 通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS2复合薄膜.方法 采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS2复合薄膜,研究不同MoS2掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响.采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜元素含量、组织结构和相结构进行分析.通过显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机、3D轮廓仪及高温氧化试验,对复合薄膜硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗氧化性能进行分析.结果 NiCrAlY及NiCrAlY/MoS2复合薄膜以柱状晶结构生长,物相结构主要由Ni3Al、Ni-Cr和MoS2组成.随着MoS2含量的增加,薄膜柱状晶尺寸增加,致密度下降,薄膜硬度从503HV逐渐降到336HV.复合膜具有良好的膜/基结合力,结合力达到HF1级水平.掺杂MoS2可以明显提高复合薄膜的摩擦学性能,当MoS2掺杂量达到48.1％～69.8％时,NiCrAlY/MoS2复合薄膜在室温下具有良好的耐磨减摩性能,其摩擦因数降低至0.038～0.09,磨损率比NiCrAlY薄膜降低1个数量级以上,达到2.14×10–6 mm3/(N·m).对NiCrAlY和NiCrAlY-48.1％MoS2复合薄膜进行400℃和500℃高温氧化试验,复合薄膜氧化形成NiO、Al2O3、MoO3相,经过氧化后复合薄膜仍具有良好的耐磨性能,400℃氧化后复合薄膜磨损率降至1.41×10–6 mm3/(N·m).结论 MoS2掺杂量对NiCrAlY/MoS2复合薄膜结构和性能有重要影响,当MoS2原子数分数为48.1％时,复合薄膜在常温以及高温氧化后均具有良好的耐磨减摩性能.     

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,摩擦因数减小;试验钢摩擦磨损试验后的磨损率按试验温度700、600、400和500℃的顺序递减;在400和500℃摩擦磨损试验时,影响钢的磨损率的主要因素是试验过程中产生的摩擦氧化层的厚度; 600℃试验时,钢的耐磨性受表层硬度和摩擦氧化层厚度的影响; 700℃试验时,钢的表层硬度是影响耐磨性的主要因素。试验钢的高温摩擦磨损机制包含氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损。     

Stainless and acid-resisting steels and alloys

Conclusions Highly alloyed steels and alloys are produced in conformity with GOST or technical specifications in thick and thin sheets, beams and channels, bars, hot-rolled and cold-rolled pipe, and rod. Castings are produced in the specialized plant of the Ministry of Chemical and Petroleum Machine Building.The technology of welding stainless steels and alloys is given in [15] and [16].TsNIIChERMET. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 10, pp. 43–50, October, 1967.     

模具渗硼工艺及其发展应用

渗硼是提高模具使用寿命的重要途径，是在金属表面形成高硬度的金属硼化层，显著提高其耐磨性，且具有良好的耐热性和耐蚀性。近年来，随着渗硼工艺逐步改进和完善，已发展了复合渗、多元共渗及低温渗硼工艺，取得了良好的经济效果。     

复合模与多工位连续复合模的类型、结构及设计

国内习惯上所指复合模仅限于单工位，对于多工位连续复合模，至今在国内有关行业标准、国家标准、手册及专业教材中均未提及。本参照德国工程师协会编辑出版的有关技术准则，介绍单工位与多工位连续复合模的类型、结构及其设计要点。     

中小型镍制设备与管道的焊接缺陷及对策研究

结合近年来现场试验与施工实践，分析研究了中小型镍材（工业纯镍）设备与管道的特点、性能、焊接缺陷与产生原因，以及防止与消除其缺陷、优化制造施焊质量的工艺措施，并总结了若干条注意事项。     

Nanochemistry and supramolecular chemistry of actinides and lanthanides: Problems and prospects

The possibility of using unique properties of lanthanides in the nanotechnology is demonstrated. The origination of linear and nonlinear optical properties of lanthanide compounds with phthalocyanines, porphyrins, naphthalocyanines, and their analogs in solutions and condensed state and the prospects of obtaining novel materials on their basis are discussed. Based on the electronic structure and properties of lanthanides and their compounds, namely, optical and magnetic characteristics, electronic and ionic conductivity, and fluctuating valence, molecular engines are classified. High-speed storage engines or memory storage engines; photoconversion molecular engines based on Ln(II) and Ln(III); electrochemical molecular engines involving silicate and phosphate glasses; molecular engines whose operation is based on insulatorsemiconductor, semiconductor-metal, and metal-superconductor types of conductivity phase transitions; solid electrolyte molecular engines; and miniaturized molecular engines for medical analysis are distinguished. It is shown that thermodynamically stable nanoparticles of Ln _x M _y composition can be formed by d elements of the second halves of the series, i.e., those arranged after M = Mn, Tc, and Re. Prospects of using lanthanide superconductors in nanotechnology are considered.     

ADI和CADI在冶金矿山等行业中的应用及前景

综述了ADI和CADI的耐磨性能及耐磨原理;详细介绍了ADI磨球、衬板和锤头的应用情况,认为ADI件无论在综合力学性能,还是在耐磨性、使用寿命、成本方面都优于高铬铸铁件;同时还介绍了CADI在农业机械领域的应用效果.根据我国钢铁行业的发展趋势,指出ADI和CADI耐磨件市场前景广阔.