40Cr钢表面涂敷层的磨损和腐蚀磨损研究

用掺有 10 %(w)CeO2 粉末的及未掺的KF 2 0 1铁基高强度耐磨合金粉末 ,对淬火态 40Cr钢材表面进行喷涂、喷熔和激光涂敷等表面处理 ,考察了用这 3种工艺制作的 6种涂层的显微组织、硬度分布、无润滑磨损和腐蚀磨损。结果表明 ,涂层的磨损抗力和腐蚀磨损抗力都比 40Cr钢基底的大为提高。激光涂敷层的磨损抗力达到淬火态 40Cr钢基底的 5倍以上 ,在 5 %盐水 +石英砂内进行腐蚀磨损试验 ,激光涂敷层的腐蚀磨损抗力达到 40Cr钢基底的 2倍以上。在KF 2 0 1粉末中掺入CeO2 ,Ce能使涂层组织细化 ,涂层磨损抗力与腐蚀磨损抗力得到进一步的提高。     

Fe-Cr-C-B堆焊合金耐磨性研究

采用铺粉堆焊方式,在低碳钢表面堆焊高碳铬铁和硼铁混合合金粉末,研究了Cr、C含量对Fe-Cr-C-B堆焊合金耐磨性的影响,结果表明,随着Cr、C含量的增加,硬度逐渐增加,磨损损失逐渐减少,耐磨性增强.本试验中,当Cr含量为31.67％、C含量为3.85％,B含量为0.4％时,磨损失重最小.硼对Fe-Cr-C-B合金耐磨...     

Cr对Ni_3Si合金摩擦学性能的影响

用电弧熔炼法制备Ni_3Si合金,添加Cr和痕量B以改善合金的塑性,研究了Ni_3Si合金的显微组织、相组成以及摩擦学性能。结果表明,纯Ni_3Si合金主要由β1-Ni_3Si相和γ-Ni_31Si_(12)相组成;添加质量分数为5%的Cr使合金转变成γ-Ni_31Si_(12)相和α-Ni相;进一步提高Cr含量使合金的组成为γ-Ni_31Si_(12)和Cr_3Ni_5Si_2相。添加Cr使合金的硬度呈现上升趋势,其中含10%Cr的合金硬度最高,约为700 HV;在干滑动摩擦过程中合金的摩擦系数为0.5左右,磨损率均远低于316不锈钢,其中含5%Cr的合金磨损率最低;随着载荷的增加Ni_3Si合金和含Cr 5%的镍硅合金,其磨损机理由磨粒磨损转变成粘着磨损,添加10%Cr的镍硅合金的磨损机理为疲劳磨损。     

离子束动态混合形成非晶膜及其特性研究

同时用离子溅射及高能离子轰击相结合的离予束动态混合技术,直接在轴承钢GCr15衬底土制备富Ta表面合金。适当控制沉积温度及原子·离子到达比,可形成一定组分的非晶合金膜。分别用TEM、EDAX与XPS观察膜的结构与其所含主要成分。在NaCl、H_2SO_4溶液中检验了膜的抗局部腐蚀和均匀腐蚀能力。通过硬度测试、摩擦、磨损试验考查了膜的机械性能。实验表明,用此工艺形成的GCrl5-Ta非晶合金膜,具有优良的化学性质和物理性质。在盐溶液中的自腐蚀电位、点蚀电位和保护电位均明显上升,在酸溶液中的极化电流密度降低2～3个数量级,钝化区大大扩大。     

Ni-Cr-Mo-Nb超音速火焰喷涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

选用适量的Ni,Cr,Mo和Nb的配比,在20钢表面超音速火焰喷涂了Ni-Cr-Mo-Nb合金层,以期提高其耐蚀性。采用XRD,SEM/EDS技术对Ni-Cr-Mo-Nb合金层及其高温腐蚀产物成分、形貌进行了分析;对Ni-Cr-Mo-Nb合金层涂覆75%Na_2SO_4+25%NaCl(质量分数)混合熔盐后于600,650℃烟气中的热腐蚀行为进行了研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-Nb合金层结构致密,孔隙率低;Ni-Cr-Mo-Nb合金层在涂覆75%Na2SO4+25%Na Cl盐膜后的烟气中600,650℃时先增重后失重,其腐蚀产物分为2层,外层富含Ni,内层富含Cr且S含量较高,具有良好的耐蚀性能。     

不同环境气氛中NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B-5Co-2.5Re合金的摩擦磨损特性

本工作研究了空气、真空以及氮气环境中NiAl-2. 5Ta-7. 5Cr-1B-5Co-2. 5Re合金的磨损特性。采用XRD、SEM、EDS分析了合金的相组成与磨损机制。结果表明:真空与氮气中,合金磨损表面没有形成氮化物以及化学吸附层,合金与对磨件直接接触磨损;空气的氧化作用导致部分合金磨损表面生成了氧化膜,产生一定程度的氧化磨损。不同环境气氛中,合金的磨损率主要受控于磨损表面接触状态和磨损机制;当载荷为3～5 N时,磨损表面呈弹性接触状态,磨损率主要受控于粘着磨损机制;当载荷为10～20 N时磨损表面呈塑性接触状态,磨损率主要受控于磨粒磨损机制。真空与氮气中,合金的摩擦系数主要受控于摩擦力的剪切作用;空气中,磨损表面的氧化膜对摩擦系数产生重要影响。     

多层石墨烯对钛合金摩擦学性能的影响EI北大核心CSCD

采用液相剥离法制备多层石墨烯(MLG)及MLG/Fe_(2)O_(3)复合纳米材料,将MLG,MLG/Fe_(2)O_(3)及MLG+Fe_(2)O_(3)直接添加至钛合金与钢的滑动界面上,通过干滑动摩擦磨损实验测试TC11合金的摩擦磨损行为。采用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、3D激光扫描显微镜及能谱仪对磨损表面及亚表面的结构、形貌、成分进行分析。结果表明:只添加MLG时,TC11合金磨损失重及摩擦因数的变化趋势与未添加时类似,但磨损更严重。磨面上只含金属Ti,呈现出黏着痕迹、塑性撕裂、犁沟等黏着、磨粒磨损特征,基体发生塑性变形。添加MLG/Fe_(2)O_(3)复合和MLG+Fe_(2)O_(3)机械混合纳米材料时,磨损失重及摩擦因数在一定滑动转数范围内始终保持极低值,处于0附近。磨面上留有MLG和Fe_(2)O_(3)等物相,摩擦层为双层结构,呈现出典型的黑色、灰色区域。转数增至25000转时,添加复合材料时形成的双层摩擦层消失,转变为严重磨损,而添加混合材料时形成的双层摩擦层仍稳定存在。单独的MLG不能改善钛合金的摩擦磨损性能,在含Fe_(2)O_(3)摩擦层基础上添加MLG,形成的双层摩擦层兼具润滑和承载功能,可显著提高钛合金的减摩性和抗磨性。机械混合添加剂诱导形成的双层摩擦层中,因MLG层多且相对含量较高,钛合金表现出更为优异的摩擦学性能。     

控制棒驱动机构钩爪摩擦副试验

在三代非能动压水堆核电设备控制棒驱动机构中,钩爪材料Stellite 6合金铸件与销轴材料HS25合金、驱动杆材料12Cr13不锈钢在运行时会互相磨损,为了验证钩爪材料的磨损性能,需要对钩爪材料进行摩擦副试验。试验模拟了钩爪实际工作时的磨损情况,设计了磨损试验,通过测定磨损试块的质量损失,对钩爪材料的磨损情况进行了分析,寻找出了两种材料间的最佳摩擦副。结果表明:钩爪材料Stellite 6合金铸件与销轴材料HS25合金相匹配,且HS25合金比Stellite 6合金更适宜作为转动件;钩爪材料Stellite 6合金铸件的硬度控制在40~42HRC较为合适。     

锆合金表面氟化物-磷酸盐预镀层的制备及对化学镀层性能的影响

为了提高核用锆合金的耐蚀性,利用化学镀的方法在锆合金表面制备一层非晶态镀层。为改善基体与化学镀层之间的结合力,以酸洗活化对锆合金进行前处理,之后采用氟化物-磷酸盐化学转化工艺,在锆合金表面形成一层氟化物膜层作为预镀层,再在预镀层上制备三种不同的化学镀层。采用SEM、EDS、XRD分析膜层的微观形貌及成分,并研究锆合金和化学镀层之间的结合力和硬度,通过电化学试验测试极化曲线评价其耐腐蚀性。结果表明:预镀层使得基体和化学镀层之间的结合力显著提高,其中,Ni-W-P化学镀层的结合力最大,临界载荷为49.75 N;Ni-Ce-P化学镀层的硬度最高,达505.2HV;Ni-W-P化学镀层的自腐蚀电位最高,为-0.331 96 V。     

Ni-Cr-C复合耐磨涂层的研究

以Ni-Cr-C混合合金粉末为添加原料,采用等离子熔覆技术,在普通机械制造用钢Q235表面形成了以初生块状金属陶瓷Cr7C3为硬质耐磨增强相,以强韧性良好的γ/Cr7C3共晶为基体的复合材料冶金涂层,分析了涂层的显微组织和硬度,在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性.结果表明:涂层组织致密,硬度较高,与基体之间为完全的冶金结合,在干滑动磨损条件下具有良好的耐磨性.同时,讨论了复合涂层耐磨损的4种原因.     

Q235钢表面双层辉光离子强化层摩擦磨损性能

在真空容器中,设置提供含有欲渗合金元素Mo,Cr的供给源和被渗Q235钢试样,利用双层辉光离子渗金属技术,在试样表面进行Mo-Cr共渗,之后经渗碳、淬火及回火复合处理形成强化层.Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,表面Mo含量可达20%(质量分数,下同),Cr含量达到10%.复合处理后表面硬度达到1300HV0.025.M-200磨损试验机磨损实验表明,摩擦因数平均在0.1左右,平均相对耐磨性是GCr15钢经渗碳、淬火及回火后的2.25倍.     

热处理对铝锂合金化学镀镍-磷层性能的影响

为延长铝锂合金的使用寿命,提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,在2197铝锂合金表面作化学镀镍处理,并对其进行热处理来改善性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、INCA型能谱仪(EDS)、中性盐雾试验(NSS)等分析了化学镀镍层的组成成分、组织结构、表面形貌、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:在2197铝锂合金表面获得的化学镀镍层为含磷量14.11%的高磷镀镍层;不经热处理的化学镀镍层的结合力等级为2级,经热处理后其结合力等级为0级,当热处理温度过高(一般超过300℃)时,其结合力降为1级;化学镀镍层经120 h中性盐雾试验后,未热处理的化学镀镍层的耐腐蚀时间仅为48 h,耐腐蚀等级为5级,而热处理后其耐腐蚀时间延长至72 h,耐腐蚀等级为8级,热处理温度升至450℃后其耐腐蚀等级降为7级。适当的低温热处理能有效改善铝锂合金表面化学镀镍层与基体之间的结合力及提高化学镀镍层的耐腐蚀性能。     

Ti_2AlNb合金等离子渗碳及其抗冲蚀性能的研究

通过双辉等离子渗金属技术对Ti2Al Nb合金进行等离子渗碳,采用扫描电镜、X射线分析和线扫描等手段来分析渗碳层的微观形貌、元素分布和表面相组成,并且利用冲蚀磨损试验来对比两者的抗冲蚀磨损性能。结果表明,等离子渗碳可以在基体表面形成一个大约30μm的渗碳层;基体显微硬度为393 HV0.1,渗碳层的硬度则达到979 HV0.1;Ti2Al Nb合金抗冲蚀磨损能力在渗碳后有了明显提升。     

TC11合金表面MLG/Fe2O3纳米颗粒摩擦层的稳定性

使用MPX-2000型摩擦磨损实验机对TC11合金在不同载荷和纳米润滑材料条件下进行摩擦磨损实验。使用SEM、EDS、XRD等手段对其磨损表面和剖面的形貌、成分、结构进行了对比观察和分析。结果表明:将不同种类的纳米材料添加到摩擦副的滑动界面,在TC11合金磨损表面均能形成纳米颗粒摩擦层,摩擦层的稳定性取决于其组成和各组分的含量。只含MLG的摩擦层因承载能力差而具有较低的稳定性,极易破坏。只含Fe2O3的摩擦层在低载时稳定性较高,能减少磨损但是不能降低摩擦。同时含MLG和Fe2O3的双层摩擦层兼具良好的润滑性和承载能力,稳定性强,使TC11合金的摩擦磨损性能显著提高。添加富Fe2O3纳米复合材料的双层MLG/Fe2O3纳米颗粒摩擦层具有更高的稳定性,能更有效地提高钛合金的摩擦学性能。     

CoCrFeNiTix高熵合金涂层的显微组织和耐磨性能

用激光熔覆工艺在40Cr钢表面制备CoCrFeNiTi_x (x=0、0.2、0.5、0.8)高熵合金涂层并计算其热力学参数,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪、摩擦磨损试验机等手段检测合金的物相组成、组织、元素分布、硬度及耐磨性,研究了Ti元素含量对其显微组织和耐磨性能的影响。结果表明：随着Ti元素含量的提高,合金物相在面心立方(FCC)结构的基础上形成了体心立方(BCC)结构,熔覆层中部的组织由晶界明显、晶粒分布均匀的等轴晶组成,最后形成了柱状树枝晶;随着Ti元素含量的提高,合金横截面的硬度逐渐提高,最高为412.32 HV_0.2,比基体的硬度提高了1.8倍;涂层的磨损量和摩擦系数均随之降低,Ti含量为0.8时涂层其耐磨性能最优,磨损量最小为6.8 mg,摩擦系数为0.35。涂层的磨损机制,以磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损为主。     

航空用几种贵金属合金线绕电位器材料耐磨特性研究

一、前言贵金属及合金研究与应用的发展,其性能测试技术和试验方法也随着发展。从60年代起相继进行贵金属的摩擦和磨损试验。N,Ohmae 等人用游码—园盘试验方法做了几面个贵金属元素间匹配摩擦系数和磨损系数。发现贵金属的磨损系数远小于贱金属,认为是表氧化层干扰的结果。并发现密排六方晶系金属的磨损系数小于其他晶系金属,以及互不相溶     

多层石墨烯/纳米Fe_2O_3复合材料对TC11合金干滑动磨损行为的影响

钛合金综合性能优异,被广泛应用于航空航天、化工等领域,但是其耐磨性较差,又严重阻碍了它更广泛的应用。在TC11合金/GCr15钢摩擦界面添加多层石墨烯(MLG)/纳米Fe_2O_3复合材料,采用MPX-2000型摩擦磨损试验机研究了其对TC11合金磨损行为的影响,并与未添加及只添加MLG或纳米Fe_2O_3时的状况进行了对比;采用XRD,SEM,EDS等分析技术对磨损表面物相、形貌和成分进行了系统分析,并探讨了各添加物的作用机制。结果表明:在TC11合金表面添加MLG形成的摩擦层不能稳定存在,无法提高其耐磨性;添加纳米Fe_2O_3仅能在低载荷下形成稳定的摩擦层,高载荷时逐渐被破坏;添加MLG/纳米Fe_2O_3复合材料,在磨损表面形成了双层摩擦层,能起到保护基体的作用,使之磨损量显著下降,原因是MLG的润滑性与纳米Fe_2O_3承载性的协同作用。     

Si元素对明弧堆焊奥氏体合金组织及耐磨性的影响

为获得以奥氏体为基体且韧性及耐磨性良好的明弧堆焊合金,采用药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了以奥氏体为基体的Fe-C-Mn-Cr-Nb-V-Ti系多元耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜及其附属能谱仪等测试手段,研究了Si含量对其组织和耐磨性的影响。结果表明:堆焊合金基体为γ-Fe,硬质相有(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6,(Nb,Ti)C和(Fe,Cr)_3(C,B)等;当堆焊合金含1.5%Si(质量分数)时,出现了沿晶(Fe,Cr,Mn,V)_7C_3相;随着Si含量提高,沿晶界分布的(Fe,Cr,Mn,V)_(23)C_6型碳化物数量先增加然后减少,形态从树枝骨架状变为层片状离散孤立分布,胞状γ-Fe晶内原位析出的(Nb,Ti,V)C复合碳化物随之增大,堆焊合金耐磨性呈先提高后下降再提高的趋势;0.9%Si和1.5%Si堆焊合金试样的磨损质量损失低于一般高铬铸铁,具有良好的耐磨性和韧性,其磨损机制主要为磨粒的显微切削。     

镀覆NiTi根管锉的钛锆氮氧膜的制备工艺与性能

采用多弧离子镀技术在NiTi合金根管锉表面制备TiZrNO膜层,考查了沉积偏压、氧气流量对膜层表面组织形貌、成分等方面的影响;通过模拟临床制备根管(备牙)试验,观察镀膜根管锉表面形貌变化,进而确定其耐磨性能;通过电化学试验,确定了TiZrNO镀膜根管锉的耐腐蚀性能;在对试验结果综合对比分析的基础上,获得了优化的NiTi合金根管锉表面镀覆TiZrNO膜层的沉积工艺,确认了TiZrNO膜层具有良好的耐磨性和耐蚀性。     

Nb/NbCr_2合金表面硅化物涂层的高温抗氧化性能

用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层,研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si所得硅化物涂层由(Nb,Cr)Si2和(Cr,Nb)Si2两相组成,过渡层为(Nb,Cr)5Si3,涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织,与基体有剥离现象。渗Si涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整,与残留涂层结合良好,为SiO2和CrNbO4混合氧化膜,改善了合金的高温抗氧化性能。