混合稀土(Pr+Ce)变质处理ZL105铝合金摩擦磨损性能研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和销盘式摩擦磨损试验机研究了混合稀土(Pr+Ce)对ZL105铝合金微观组织和耐磨性能的影响。结果表明：添加适量的混合稀土(Pr+Ce)可有效细化α-Al晶粒和共晶Si相,当稀土含量为0.50%时,细化效果最佳,α-Al晶粒变得细小而圆整,α-Al枝晶晶界也变清晰;变质后共晶Si相由针片状、板块状转化为短棒状、颗粒状。未变质ZL105铝合金的硬度值为70.9 HV,而添加0.50%混合稀土的变质合金硬度值达到最高,为88.3 HV,与未变质合金相比提升了24.54%。未变质处理合金的耐磨性能较差,其磨损量和摩擦系数分别为0.192 7 g和0.598,而添加0.50%混合稀土后合金的磨损量和摩擦系数分别为0.122 0 g和0.520,磨损量减少了0.070 7 g,摩擦系数降低了13.04%。ZL105铝合金的磨损机制主要为剥层磨损,且磨屑尺寸粗大;而当添加0.50%稀土后,变质合金的磨损机制主要为磨粒磨损,且磨屑以细颗粒和粉末状为主。     

钴含量对粗晶硬质合金磨损性能的影响

粗晶WC-Co硬质合金作为新型矿用工具材料,在不同工况条件下的耐磨性能与失效行为对其工业应用具有重要影响。本研究以Si C颗粒为磨料,采用MLD-10型动载磨粒磨损试验机,研究钴含量对WC晶粒度为5μm的粗晶硬质合金冲击磨粒磨损性能的影响。实验结果表明:钴的质量分数在6%~14%范围内增加时,硬质合金的磨损系数K均呈线性增加,耐冲击磨粒磨损性能则呈线性降低。粗晶硬质合金的耐冲击磨粒磨损机制为:表面层的钴粘结相先被Si C颗粒磨损,然后合金的耐磨性主要取决于凸出WC颗粒的失效行为。因此,硬质合金的磨损系数K与WC硬质相的体积含量呈正比。     

Al-5Ti-B对过共晶Al-18Si合金的变质效果

采用Al-5Ti-B变质剂对过共晶Al-18Si合金进行反向变质处理,用光学显微镜观察合金的组织与形貌,研究变质剂加入量、变质温度和冷却速度对初晶硅的尺寸、形态和面积分数以及共晶组织的影响。研究表明:当Al-5Ti-B加入量(质量分数)为0.3%时,变质处理后Al-18Si合金中的初晶硅和共晶硅尺寸明显减小,初晶硅的面积分数减小;与其相比,变质剂加入量增加到0.6%时,初晶硅尺寸变化不明显,但共晶硅进一步细化;随冷却速率降低,变质处理后Al-18Si合金中初晶硅相的数量减少,但Si颗粒尺寸明显增大,并且共晶硅细化;与Al-18Si合金在720℃变质相比,该合金在780℃变质处理时,初晶硅的尺寸增大,但初晶硅的面积分数显著减小;合金在850℃变质处理后初晶硅的尺寸、面积分数都比720℃变质处理后明显减小;随变质温度升高,Al-Si合金中的共晶硅明显细化。     

Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金，研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸，但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响，通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加，合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失，当Mn/Fe质量比为0.7时，富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al₁₅（Fe，Mn）₃Si₂相，此时，合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升，磨损机制以磨料磨损方式为主.      

Cu含量对(Ti-8Si)-xCu合金摩擦磨损性能的影响

用Ti,Si和Cu等单质粉末为原料,用粉末冶金法制备(Ti-8Si)-x Cu合金(x为质量分数,%。x=0,5,10和20),通过硬度测试、室温干滑动摩擦试验以及对摩擦表面形貌及元素组成的观察与分析,研究Cu含量对Ti-8Si合金硬度与室温摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加Cu元素可提高Ti-8Si合金的硬度,其中(Ti-8Si)-5Cu合金的硬度最大,HV达到1 434.4,比Ti-8Si合金硬度(1 021.5)提高40.4%,而(Ti-8Si)-10Cu与(Ti-8Si)-20Cu合金的表面硬度相近,HV分别为1 180.9和1 171.9。添加Cu使合金的摩擦因数从0.36提高至0.60左右,但添加适量的Cu能明显提高合金耐磨性能,其中95(Ti-8Si)-5Cu合金的体积磨损量(0.014 3 mm~3)约为Ti-8Si合金体积磨损量(0.026 2 mm~3)的一半;(Ti-8Si)-10Cu合金的磨损量比Ti-8Si合金降低13.7%;而(Ti-8Si)-20Cu合金的磨损量急剧增加至Ti-8Si合金磨损量的2.5倍。95(Ti-8Si)-5Cu合金的磨损形式以磨粒磨损和粘着磨损为主,伴随轻微的氧化磨损,其它3种合金主要是疲劳磨损和氧化磨损,辅以一定程度的磨粒磨损与粘着磨损。     

Si含量对超音速气雾化Al-Si合金粉末性能的影响

采用超音速气雾化法制备了Si质量分数分别为11%、22%、27%、50%的4种Al-Si合金粉末,研究了其粒度分布、表面形貌、微观组织、相组成以及粒度对粉末相含量的影响。结果表明,超音速气雾化Al-Si合金粉末粒度呈双峰分布,平均粒度D50约为57μm,粒度分布的几何标准偏差δ不大于1.38;粉末形貌呈球形或近球形,粉末表面有卫星球附着,Si含量的增加将导致粉末表面光洁度变差;粉末颗粒内部存在典型的3种凝固组织:枝晶状Al基体、Al-Si共晶组织以及初生Si组织;初生Si含量随着合金中Si含量的增加而增长,呈现由细颗粒到片状的生长规律;粉末粒度会影响相含量变化,Si质量分数大于11%时,粒径减小将导致共晶相增加。     

Cu对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响

采用WS-4型非自耗电弧炉制备了含Cu的牙科用Ti-10Zr-xCu合金系,通过物相分析、显微组织观察、硬度和磨损性能测试等手段,研究Cu元素对牙科用Ti-10Zr合金组织和耐磨性能的影响。结果表明,该系列合金由α主相和少量的β相组成,随Cu含量的增加,合金中β相比例增大,且细晶强化作用逐渐加强。合金的维氏硬度从230 MPa增加到290 MPa,比Ti-10Zr合金高5%～26%。同时,随Cu含量增加,合金粘着磨损、磨粒磨损作用逐渐减弱,耐磨性显著提高。当铜含量为3%时,合金具有最好的综合力学性能。     

合金元素Ni、Mo、W及熔渗铜对烧结钢耐磨性的影响

通过测定加入Ni、Mo、W等合金元素的烧结钢的磨损量，研究和探讨合金元素对烧结钢磨损特性的影响及烧结钢的磨损机制。研究表明，在烧结态下，复合加入Ni-Mo的烧结钢的耐磨性最好，而在热处理态下较烧结态的耐磨性有很明显的提高，且加入Mo-W的烧结钢的耐磨性最好。烧结钢的密损机制均是由粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损共同作用的。且以磨粒磨损机制为主。由于游离铜的粘着倾向大。熔渗铜对材料的耐磨性不利。     

热处理对选区激光熔化Ti6Al4V合金力学性能和耐磨性的影响

系统研究了热处理工艺对选区激光熔化Ti6Al4V合金组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,沉积态样品组织以针状α’马氏体为主,经固溶处理后,针状α’马氏体分解,Ti6Al4V合金硬度下降。当固溶温度为800℃时,合金形成α’/α结构,其抗拉强度和延伸率分别增加12%和23%。当固溶温度达到900℃以上时,由于α’/α结构的消失、α相晶粒的粗化以及β相含量的增加,合金的力学性能急剧下降,抗拉强度从（935±10）MPa下降到（815±9）MPa,伸长率从（8.72±0.2）%下降到（3.09±0.1）%。随着固溶温度的升高,摩擦系数和磨损率线性增大,与硬度的变化趋势完全相反,且磨损机理由单一磨粒磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

La/Yb改性ADC12摩擦磨损行为的影响

采用销盘式摩擦副,在干滑动摩擦条件下,结合OM、SEM结果,探讨稀土添加量和滑移速度对合金摩擦磨损行为的影响,结果表明,稀土添加量为0.6%时,铝合金的耐磨性达到较好状态,而在相同的稀土添加量条件下,随着滑移速度的增大,磨损率有所增大,而摩擦系数有所减小。不同实验条件表现出的磨损机制也不同,滑移速度恒定200 r·min-1时,ADC12基体和0.9%稀土铝合金主要为疲劳磨损、剥层磨损以及热软化磨损,0.6%稀土铝合金表现为稳定的磨粒磨损为主,而0.3%添加量的合金则为三体磨粒磨损。固定稀土含量为0.6%时,在滑移速度较小的100 r·min-1前提下,稀土合金以剥离磨损为主要磨损机制,150 r·min-1条件下则以三体磨损为主要磨损机制。     

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.     

The Properties and Performance of Cast Iron Grinding Media

Cast iron balls have been used for decades as a grinding media in all types of grinding applications. Early applications of cast iron grinding balls in mineral processing operations were disastrous due to spalling and premature breakage. Better control and understanding of a high chromium cast iron metallurgical system have led to the use of high chromium cast iron balls in all types of grinding. This paper reviews the wear properties of cast iron grinding media materials during dry and wet grinding conditions. The media wear mechanisms and the factors influencing the grinding ball wear during grinding are discussed, giving special importance to the corrosion and abrasion properties of cast iron media materials.     

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.     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。     

材料耐磨性的系统特性和磨损机制的转化研究

在水、负荷变化范围较大的蓄能电站中，为改善机组运行工况，可以采用速度可调的发电时机。本文从电机原理入手，介绍了各种调速方式；对变极调速、定子侧变频调速和交流励磁调速进行了分析；对各种调速方式的优缺点及适用范围作了讨论，并展望了调速发电时机的应用前景。     

NiCrWRE合金粉末喷熔层和SAE52100球-盘摩擦副摩擦性能研究

在45#钢表面制备了NiCrWRE合金粉末喷熔层,利用球-盘摩擦试验,进行了NiCrWRE合金粉末喷熔层与SAE52100钢球的干摩擦磨损试验研究.结果表明:NiCrWRE合金喷熔层具有良好的耐磨性和较低的摩擦系数,在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观切削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,喷熔层表面形成了致密的氧化物膜,有效地降低了磨损率.     

可磨耗封严涂层的摩擦磨损和抗冲蚀性能

可磨耗封严涂层在航空发动机中应用广泛,本文对Ni／石墨、AlSi／石墨、Ni／h-BN和AlSi／h-BN涂层的摩擦磨损性能和抗冲蚀性能进行了研究。结果表明：非金属相对涂层的摩擦磨损性能起决定性作用,以石墨为造孔填充相的涂层具有低的摩擦系数和优良的摩擦磨损性能。涂层的抗冲蚀性能取决于涂层的金属相,在冲蚀试验中,AlSi／石墨和AlSi／h-BN涂层在比Ni／石墨和Ni／h-BN涂层表现优异。     

0Cr17Ni7Al钢的摩擦磨损行为研究

采用销盘式高温磨损试验机对0Cr17Ni7Al钢进行干滑动摩擦磨损试验,研究了该材料不同热处理状态、不同工况下的摩擦磨损行为,采用EDS、XRD、SEM分析磨损表面成分、形貌和磨面剖面结构,探讨0Cr17Ni7Al钢的磨损机理。结果表明:磨损率随着载荷的增加而增加,随环境温度的升高而升高。其中在环境温度25℃和200℃低载时,磨损形式主要以磨粒磨损为主,随着载荷增加变成由粘着磨损和磨粒磨损混合作用机制。200℃高载时候磨损形式主要以粘着磨损为主,400℃时开始出现疲劳磨损。环境温度25℃和200℃低载时固溶处理试样的耐磨性最好,而在400℃时最差。     

产品磨损试验寿命延拓方法

机械产品磨损是造成设备零件报废的主要原因之一.为此在运用有效的概率计算方法预测零件耐磨寿命的可靠性方面进行了有益的探索.     

AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究

本文研究了AS41耐热镁合金在室温和200℃时的显微组织、力学和摩擦学性能,并探讨了其在高温的摩擦学机理。研究表明:AS41耐热镁合金主要由基体(α-Mg)相和第二相(Mg17Al12、Mg2Si和MgO相)组成,其在200℃时除延伸率有所增加外,抗拉强度和屈服强度均较室温时显著下降。耐热镁合金的摩擦系数随载荷增大而减小,滑行速度和滑行距离对摩擦系数的影响不大;磨损率随着载荷和滑行距离的增加而增大,但随滑行速度的增加而减小;且耐热镁合金在200℃的摩擦学性能优于其室温摩擦学性能。随着载荷变化,磨损机理发生变化;低载荷时表现为氧化磨损和磨粒磨损;中等载荷时表现为磨粒磨损和轻微剥层磨损;较高载荷时表现为剥层磨损。