微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为.结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅...     

位移幅值对Inconel600合金微动磨损性能和机制的影响

采用高精度微动磨损试验机SRV Ⅳ研究蒸汽发生器传热管材料Inconel600合金在不同位移幅值下的微动磨损行为,分析了位移幅值对摩擦因数和磨损体积的影响.采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察磨损表面和截面的形貌,并用透射电子显微镜对摩擦学转变组织进行观察.结果表明:随位移幅值的增加,摩擦因数和磨损体积逐渐增大,材料的微动行为先后经历以黏着为主的部分滑移区以及滑动为主的完全滑移区;磨损机制也由黏着磨损逐步转变为氧化磨损和剥层磨损的共同作用;微裂纹出现在黏着区域和滑动区域的交界处以及滑动区域内;黏着区氧分布密度和磨痕外基体的相一致,氧化主要发生滑动区域;磨痕亚表层的组织发生了严重的塑性变形,产生纳米化现象,摩擦学转变组织的晶粒尺寸约100 nm,远小于原始组织的15~30μm.      

NC30Fe合金在氯化钠溶液中的微动腐蚀特性

在PLINT微动磨损试验机上附加电化学测试系统,采用十字交叉接触方式,位移幅值为100μm,法向载荷20、50和80 N条件下,研究NC30Fe合金传热管在氯化钠溶液中的微动腐蚀行为.使用电化学工作站记录微动腐蚀过程中开路电位变化,运用电位扫描法测量微动过程的极化曲线;采用扫描电子显微镜观察磨痕的表面形貌,光学轮廓仪测定磨痕的三维形貌及磨损量.微动磨损使损伤区域金属原子活性增大,腐蚀倾向增大,加速了NC30Fe合金的腐蚀.在氯化钠溶液中,NC30Fe合金由于微动磨损过程产生腐蚀产物膜起到润滑减摩作用,摩擦系数较纯水中降低;但因腐蚀与磨损的交互作用,在氯化钠溶液中的磨损量比纯水中高.氯化钠溶液中的磨损机制主要表现为磨粒磨损和剥层的共同作用.      

钛合金微动磨损的研究进展

钛合金耐磨性能较差,对微动磨损十分敏感,使其应用和发展受到了一定的限制。为此,总结了钛合金微动磨损性能的影响因素,综述了钛合金抗微动损伤方法的研究进展。目前,关于钛合金微动磨损的研究主要存在两方面的局限性：(1)对于钛合金微动磨损的研究大多是在单一影响因素及稳定参数下进行的;(2)缺乏关于钛合金在特殊工况下微动磨损的研究。因此,未来对于钛合金微动磨损的研究应多结合工业应用中微动磨损的失效实例,加强多因素、变参数以及特殊工况下的微动磨损研究;在掌握微动磨损失效机理的基础上,根据钛合金的特性,探索新型表面处理技术,进一步改善钛合金微动磨损失效问题。     

TC4钛合金细丝摩擦磨损性能研究

选用不同载荷（F）和摩擦速度（V）进行正交对比实验,研究TC4钛合金金属丝在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,得出载荷和摩擦速度与TC4细丝摩擦系数和磨损率间的相关规律。采用扫描电子显微镜和能谱仪观察并分析了TC4细丝表面磨损形貌、元素种类及物相组成,并讨论了TC4细丝的磨损机制。结果表明：在摩擦速度相同时,载荷增大,摩擦系数先增大后减小,磨损率则持续增大;当载荷不变时,摩擦速度与摩擦系数呈负相关,与磨损率呈正相关。在TC4磨损机制中,氧化磨损和磨粒磨损主要出现在低载荷和低速情况下,氧化磨损和粘着磨损主要出现在中载荷和中速情况下,磨粒磨损主要出现在高载荷情况下,而氧化磨损则出现在高速下。随F·V值增大,摩擦系数先减小后增大,磨损率与F·V值呈正相关。     

0.3C-Cr-W渗氮轴承钢的微动摩擦磨损性能

利用SRV-4高温摩擦磨损试验机对0.3C-Cr-W高性能渗氮轴承钢进行了微动磨损试验,分别改变载荷和频率,研究了表面离子渗氮对摩擦磨损性能的影响.结果表明:试验钢表面渗氮后渗层厚度为238.45 μm,其中白亮的化合物层厚度为9μm,主要为γ'-Fe4N和VN两种相;渗氮后试样表面的白亮化合物层具有减小摩擦因数和提高耐磨性的作用;渗氮前后试验钢的磨损机制相同,前期以粘着磨损为主,以磨粒磨损为辅;磨损后期转变为以磨粒磨损为主,以粘着磨损为辅;渗氮前试验钢的磨损体积是渗氮后的3倍以上,表面离子渗氮后试验钢的抗微动磨损性能有明显的提高.     

抗微动磨损钢丝绳

起重机械正向高速度、高扬程、高负载方向发展,对钢丝绳耐疲劳性能要求逐渐提高。微动磨损和微动疲劳是钢丝绳失效的主要原因之一。对制绳用钢丝进行表面处理,提高表面的耐磨性和降低摩擦系数是提高钢丝绳抗微动磨损能力的有效手段。制绳钢丝经锰系耐磨磷化处理,可以提高表面耐磨损、抗腐蚀性能,改善钢丝表面携带润滑剂的能力,从而有效抑制微动磨损和微动疲劳的发生,延长钢丝绳使用寿命。     

Inconel600合金高温微动磨损特性

采用SRV-Ⅳ高精度微动磨损试验机研究核电材料Inconel600合金的高温微动磨损行为和机制.温度升高有利于黏着区的形成,抑制微滑区的产生,促使摩擦系数和磨损量逐渐减小.摩擦氧化主要发生在环状滑动区,中心黏着区相对很少.高温下氧元素分布较室温下的更加聚集.中心黏着区表面氧含量较低,表层大量存在Ni、Cr和Fe的单质.磨痕表面氧化物由NiO、Cr₂O₃和Fe₃O₄组成.室温和高温条件下磨痕表面中心黏着区和环状滑动区交界处产生了微裂纹,高温下裂纹萌生在微滑区,与室温下相比,高温下裂纹萌生的数量更少,长度更短.      

TC20钛合金生物摩擦学性能研究

通过往复摩擦试验与电化学腐蚀试验,对新型人工关节替代材料TC20钛合金的相关性能展开研究,合理评价其作为关节替代材料的适用性及可靠性。研究结果表明,TC20钛合金在干摩擦条件下摩擦系数达到稳定的时间最长,且稳定后摩擦系数受外加载荷的影响最大;在小牛血清溶液中的摩擦系数最小,稳定后保持在0.33左右波动;干摩擦条件下的磨损最为剧烈,磨痕主要以犁沟形貌为主,磨损机理主要以粘着磨损及磨粒磨损为主,在较大载荷作用下开始出现疲劳磨损形貌;溶液中的磨损主要以粘着磨损为主,相同法向载荷下,生理盐水中的磨损更为剧烈;另外,TC20钛合金在两种溶液中的初始耐蚀性相差不大,但在生理盐水中,其表面能够在短时间内形成一层可有效保护基体的氧化膜。     

高氮不锈轴承钢的微动磨损性能

为了探究应力和滑动速度对高氮不锈轴承钢微动磨损性能的影响,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机进行了不同应力和不同滑动速度下的微动磨损试验,对摩擦因数和磨损率进行分析,并对磨斑形貌进行观察.结果表明:试验钢的摩擦因数随应力和滑动速度的增加而减小;磨损率随应力和滑动速度的增加而增加.随着pv值(表示轴承工况的严重程度)的增大,高氮不锈轴承钢的磨损机理由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损和塑性挤出磨损.     

SiC粒度对铁基粉末冶金摩擦材料性能的影响

本文采用冷压、加压烧结的方法制备了含Si C颗粒的铁基粉末冶金摩擦材料。研究了不同粒度规格(485μm~、250~830μm、180~380μm、150~180μm、75~150μm、~120μm)的Si C对某铁基粉末冶金摩擦材料密度、硬度、摩擦磨损性能等的影响。结果表明:Si C粒度的变化对铁基粉末冶金摩擦材料压坯密度、烧结后硬度及结合性影响较小;随着Si C粒径的减小,铁基粉末冶金摩擦材料的硬度、最大摩擦系数、最小摩擦系数和平均摩擦系数均逐渐减小,磨损量逐渐增大,力矩曲线波动逐渐变大;Si C粒度在180~830μm(-20+80目)时,铁基粉末冶金摩擦材料表现出较优异的摩擦磨损性能。     

20CrNi2Mo钢干摩擦磨损行为及次表层马氏体形变

 利用MMU-10试验机,在0.13 m/s的速度下,分组对20CrNi2Mo盘环对摩试样进行100、120、150 N接触载荷下的干滑动摩擦磨损试验。采用SEM、EDS、EBSD表征摩擦磨损后环试样表面和截面的形貌及元素。结果表明,接触载荷为150 N时摩擦因数最低、磨损量最大。摩擦热导致磨损表面出现严重的氧化和脱落材料焊结现象,磨损机制由氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损构成。磨损导致了次表层组织变化,出现严重塑性形变层和马氏体形变层。截面EBSD分析结果反映了表层至次表层的应变,EBSD菊池花样质量从表面朝深度方向逐渐提升,采用EBSD图像分割处理及Band Contrast平均值求解可准确找出磨损导致的形变层终止区域。     

氟金云母玻璃陶瓷摩擦磨损性能研究

在MPX-2000型摩擦磨损试验机上考察了不同载荷下氟金云母玻璃陶瓷与碳钢对摩时的摩擦磨损性能,用金相显微镜观察和分析磨损表面形貌,测试了摩擦系数和玻璃陶瓷的磨损率,并探讨了材料的磨损机理。结果表明,随着载荷的增加,摩擦副的摩擦系数明显增大,有较大波动。     

高强钛合金的微动损伤与疲劳

本文对高强钛合金Ti-10V-2Fe-3Al在不同温度下的微动损伤和疲劳特性进行了研究。试验结果表明:在常温下,微动疲劳强度较非微动疲劳强度下降57％。疲劳损伤的主要机制是疲劳 脱层,它是由作用在材料表层的交变切应力引起的,它将导致疲劳裂纹的萌生和早期断裂,疲劳裂纹扩展方向可根据接触应力分析得到解释。在较高试验温度下,微动损伤程度减弱。     

工件疲劳强度试验裂纹分析

为研究微动疲劳产生机阻,太原重工轨道交通设备有限公司使用全尺寸疲劳测试的方式,再现了微动磨损裂纹,并通过宏观观察、扫描电镜分析、显微组织检查、低倍分析、拉伸试验,对工件疲劳强度试验后出现的轮座部位的裂纹的性质和形成原因进行了分析。结果表明,工件断裂为疲劳断裂。断裂原因是工件表面由于微动磨损,导致微动疲劳产生接触疲劳裂纹。以接触疲劳裂纹为源,引发严重应力集中型疲劳断裂。     

两种封严涂层与钛合金摩擦磨损性能研究

采用热喷涂工艺在TC4钛合金表面制备KF-20B和KF-118封严涂层,利用环块式滑动磨损试验机测试封严涂层与TC4钛合金对磨时的室温摩擦磨损性能,并通过SEM和EDS分析了涂层和钛合金对磨环的磨损表面和磨屑形貌。结果表明:与TC4钛合金对磨时,KF-20B与KF-118涂层的摩擦系数均为0.4左右。KF-20B涂层中的润滑材料除了BN还包含石墨,KF-118涂层中的膨润土具有优异的润滑和减摩作用,从而降低了摩擦系数,提高了与TC4钛合金的对磨匹配性能。     

不锈钢表面条纹织构倾斜角对摩擦性能的影响

利用电加工的方法在不锈钢表面分别制备了垂直织构和倾斜织构两种条纹织构试样,利用UMT-3摩擦磨损仪研究了具有不同倾斜角表面织构试样的摩擦性能,考察了在干摩擦和油润滑条件下摩擦接触副在织构区摩擦系数的变化情况,分析了条纹织构倾斜角对摩擦性能的影响.结果表明,钢球在织构表面区域滑动过程中,摩擦系数经历了一个先降低后增高的过程,即织构的存在导致了摩擦系数的波动.与垂直织构相比,倾斜织构会导致更明显的摩擦系数波动,且波动幅度与织构倾斜方向有关.当摩擦方向与织构倾斜方向相同时,摩擦系数的变化幅度较反方向更大.      

TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中的微动腐蚀特性

采用SRV微动磨损试验机,对比研究了TC4钛合金在纯水介质中的微动磨损机制和3. 5%NaCl(质量分数)溶液中的微动腐蚀特性,分析了钛合金在两种介质中的微动磨损机制。结果表明:振幅越小,TC4钛合金的摩擦系数曲线越稳定,磨损体积越小;钛合金在3. 5%NaCl溶液中的磨损量要比纯水介质中高出一个数量级,腐蚀和磨损呈"正相关"关系;经过微动磨损/微动腐蚀的试样耐蚀性基本无差别,较钛合金基体,抗腐蚀性能明显降低一个数量级;钛合金在纯水介质中的微动磨损机制主要为粘着磨损和剥层磨损,而在3. 5%NaCl溶液中的微动磨损机制主要为腐蚀磨损和磨粒磨损。     

SLM-316L细丝脂润滑摩擦磨损性能

为研究金属橡胶用选择性激光熔融(SLM)技术制备的316L不锈钢细丝在脂润滑条件下的摩擦磨损性能,探讨了不同载荷、不同摩擦速度以及载荷(F)和摩擦速度(v)共同作用的Fv因子对SLM-316L细丝摩擦系数和磨损率的影响规律,利用扫描电镜观察细丝磨损表面形貌,利用能谱仪（EDS）检测磨损表面元素种类与原子分数,分析其磨损机制。结果表明:在脂润滑条件下,摩擦系数随着载荷的增大而减小,磨损率随载荷的增大呈先降后升的趋势。摩擦系数和磨损率均随摩擦速度的增大呈先升后降趋势。低载荷下SLM-316L细丝磨损机制主要为磨粒磨损和轻微的氧化磨损,较高载荷下氧化磨损加剧并伴随疲劳磨损。低摩擦速度下SLM-316L细丝磨损机制主要为疲劳磨损和氧化磨损,较高摩擦速度下氧化磨损减弱,以磨粒磨损为主。摩擦系数随Fv值的增大而减小,磨损率随Fv值的增大呈先升后降再升的变化趋势。因此用SLM-316L细丝制备的金属橡胶在脂润滑条件下最佳工作参数:Fv等于0.04 N?m?s?1,即载荷10 N、摩擦速度240 mm?min?1。      

耦合变形摩擦试验

为了研究奥氏体不锈钢带在成形过程中的摩擦及变形特性,设计了一种耦合摩擦和变形的试验装置,在试验中分析了耦合变形量和滑动速度对摩擦系数、表层磨损和接触表层马氏体转变的影响.结果表明,在增加耦合变形量与滑动速度的条件下,钢带试样的摩擦系数随试验时间呈现明显的波动下降;对带试样磨损表面的X射线衍射分析表明,较高滑动速度使摩擦表层转变的马氏体组织增多,由于摩擦表层转变的马氏体组织剥离和产生磨粒磨损导致了摩擦系数的上下波动.