铀表面Ti/TiN多层涂层在不同位移幅值下的微动磨损行为（英文）

利用多弧离子镀技术在铀表面制备Ti/TiN多层涂层以提高其微动磨损性能。采用SEM、XRD和AES研究多层涂层的形貌、结构和元素分布。通过销/盘接触方式研究铀及Ti/TiN多层涂层的微动磨损行为。铀及Ti/TiN多层涂层的微动磨损测试条件为载荷20 N、位移幅值5~100μm。随着位移幅值的增加,微动运行从部分滑移区变为完全滑移区。摩擦因数随着位移幅值的增加而增加。结果表明,位移幅值显著影响涂层的微动磨损性能。当位移幅值小于20μm时,涂层出现轻微损伤。研究表明,Ti/TiN多层涂层在部分滑移区的主要磨损机理为剥层,而在完全滑移区的磨损机理为剥层和磨粒磨损。     

QBe1.9铜合金Ti-N等离子复合渗及其摩擦磨损性能

对QBe1.9铜合金进行双辉等离子渗Ti及后续离子氮化复合处理,在其表面制备TiN(Ti_2N)/Ti合金层以改善其摩擦磨损性能。采用扫描电镜、能谱、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪等手段观察分析Ti-N复合渗合金层的组织、成分及相结构,对合金层硬度及导电性进行了分析,并利用往复球盘摩擦磨损试验机研究QBe1.9基材及其Ti-N复合渗后的摩擦磨损性能。结果表明:经过Ti-N复合处理后,在QBe1.9铜合金表面形成厚度为27μm的复合渗层,该渗层包括表面富TiN(Ti_2N)合金层和Ti-Be-Cu扩散过渡层;QBe1.9铜合金经Ti-N复合渗后,表面硬度达964 HV,比基材的硬度明显提高;摩擦因数和比磨损率分别仅为未处理基材的30%和1.38%,达到减摩耐磨效果。表面高硬氮化物的形成是Ti-N复合渗改善QBe1.9铜合金表面性能的主要原因。     

不同温度下柔性刷丝HVOF涂层摩擦磨损及氧化行为研究

目的 研究不同温度下柔性刷丝HVOF涂层接触界面的摩擦磨损行为。方法 在销盘摩擦磨损试验机上采用法向载荷2 N,转速900 r/min,对L605刷丝材料与HVOF涂层配副进行不同温度下的摩擦磨损试验,分别利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线光电子能谱仪(XPS)对摩擦试验后不同温度(200~ 600 ℃)下的刷丝端面进行观察,并对其表面化学成分的价态进行分析。结果 柔性刷丝界面的摩擦因数在0.5~0.9之间,且摩擦因数随着温度的升高而降低,摩擦因数曲线的波动程度则随温度的升高而加剧。随温度的升高,柔性刷丝界面的摩擦磨损状态由三体磨损逐渐转向二体磨损。摩擦界面EDX分析表明,接触界面的氧含量分布存在差异,随温度升高,刷丝表面氧含量增加,且XPS结果表明,不同温度工况下摩擦磨损界面氧元素的结合能并不相同。结论 柔性刷丝接触界面的磨损机制以氧化磨损为主,在400 ℃以下,柔性刷丝界面的磨损机制主要表现为氧化磨损和磨粒磨损,再转变为氧化磨损与黏着磨损共同作用。此外,柔性刷丝界面形成不同的磨损氧化产物,当温度高于400 ℃时,氧元素的结合能呈现双峰。     

陶瓷膜对牙轮钻头滑动轴承摩擦磨损性能的影响

采用化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）工艺,分别选用高铝钛及TiC+ Ti(C, N) +TiN复合的金属陶瓷在滑动轴承表面制备金属陶瓷膜层。采用金相显微镜（OM）、体视显微镜和显微硬度计对不同金属陶瓷膜的表面形貌、组织结构及厚度进行测量和观察,并在MMW-1型万能摩擦磨损试验机对涂层材料进行摩擦磨损试验,通过测量磨损量与摩擦因数随时间的变化规律,观察摩擦副表面磨损形貌,分析了不同陶瓷膜层的耐磨性和摩擦磨损机理。结果表明,涂镀复合陶瓷膜（TiC/Ti(C, N)/TiN）的销试件硬度高、磨损极其轻微、表面质地均匀且光滑,复合陶瓷膜（淬火）更适用于牙轮钻头滑动轴承表面涂层材料。     

电弧离子镀TiAlN和TiAlSiN涂层的高温摩擦磨损行为

采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅上沉积TiAlN和TiAlSiN涂层,利用高温摩擦磨损试验机考察两种涂层在常温、400℃和600℃下的摩擦磨损行为。通过光学轮廓仪观察涂层磨损后三维形貌和二维磨痕轮廓曲线,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析磨痕、摩擦副的微观形貌以及元素分布,研究Si元素的加入对TiAlN涂层高温摩擦磨损性能的影响。结果表明:TiAlN、TiAlSiN涂层在600℃摩擦稳定后的摩擦因数最低,其次是在400℃,常温下的摩擦因数最高;TiAlN涂层在常温下摩擦完后已经磨穿失效,而TiAlSiN涂层在600℃摩擦完后才失效。粘着磨损和氧化磨损主要存在于TiAlN涂层摩擦过程中,TiAlSiN涂层常温下主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及塑性变形导致的鱼鳞状裂纹,400℃下为粘着磨损和氧化磨损,600℃下为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

Al/Cr原子比对AlCrTiSiN多元复合刀具涂层微观结构及切削性能的影响

AlCrTiSiN多元复合涂层能显著改善刀具的表面特性,可大幅提高刀具的切削性能,延长刀具使用寿命。在高速钢样品和铣刀表面通过多弧离子镀制备AlCrTiSiN多元复合涂层,并研究了Al/Cr原子比对AlCrTiSiN多元复合涂层微观结构及切削性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪、划痕仪和球盘摩擦磨损试验对涂层的微观结构和力学性能进行研究,并通过切削试验对涂层刀具的寿命进行测试。研究结果表明:当Al/Cr比为0.4时,AlCrTiSiN涂层物相由fcc-AlCrN,fcc-Al Ti N,hcp-Al N和非晶态Si_3N_4相组成,涂层呈现(200)AlCrN择优取向;随Al/Cr比由0.4降低至0.2时,涂层物相由fcc-AlCrN,fcc-Al Ti N,hcp-Cr2N和非晶态Si_3N_4相组成,(200)AlCrN择优取向消失。随Al/Cr比由0.4降低至0.2时,AlCrTiSiN涂层硬度和结合力增加,摩擦因数和磨损率降低,与另两组相比,AlCrTiSiN-3涂层具有较好的抗摩擦磨损性能,其涂层刀具具有相对较高的切削寿命。     

TiN/MT-TiCN/Al_2O_3复合涂层的摩擦学特性

采用化学气相沉积(CVD)技术,在YG8硬质合金基体上制备Ti N/MT-Ti CN/Al_2O_3复合涂层,利用X射线衍射仪和显微硬度计表征涂层的基本特性;用台阶仪、扫描电镜和电子能谱仪,对磨痕形貌进行微观分析,揭示复合涂层的磨损行为和磨损机理。结果表明:整个涂层由表层向基体依次为:α-Al_2O_3、Ti CN、Ti N和基体组成;摩擦因数随循环次数的增加,呈现先上升后逐渐趋于稳定;磨痕深度随载荷的增加而增加;磨痕中心可见塑性流动、犁沟、剥层等特性,磨痕边缘呈现大量片状的氧化磨屑,磨损机制主要表现为磨粒磨损、氧化磨损和剥层。     

空气等离子体基注入Ti6Al4V合金摩擦学性能研究

采用空气等离子体基离子注入技术对Ti6Al4V合金进行了表面改性。注入负脉冲电压分别为10kV,30kV,50kV,注入剂量为0.6×1017ions/cm2。用X射线光电子能谱仪对注入层元素分布进行了分析,结果表明:改性层的外层为TiO2,外层与内层基体之间存在Ti2O3、TiO、TiN;采用球盘磨损试验机对注入层的摩擦学性能进行了研究。结果表明:随着注入电压的增加,摩擦因数减小,耐磨性能提高。且以50kV注空气最为显著,摩擦因数较基体降低了3倍多,磨损体积与比磨损率较基体均下降了1个数量级以上。注入层硬度比基材Ti6Al4V也有明显提高。     

多弧离子镀制备TiN/TiBN纳米复合涂层的结构和性能

为了满足复合材料高速切削加工的需要,用金属Ti靶和纯TiB2靶作为靶材料,在N2气氛下用多弧离子镀方法制备了TiN/TiBN纳米复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析涂层的组织结构、成分和表面形貌;利用显微硬度计、划痕仪和球盘摩擦仪分析调制周期对涂层力学性能的影响。结果表明:TiN/TiBN纳米复合涂层的调制周期范围为5.5~21nm,主要成分为晶相TiN、非晶BN和TiB2;调制周期对涂层的力学性能有较大的影响,随着调制周期的减小,硬度增加,调制周期最小时最大硬度达到29GPa;最大膜基结合力为88N,且所有样品均表现出较高的膜基结合力。随着转速的增大,摩擦因数与表面粗糙度两者表现出相同的变化趋势,摩擦因数最大值为0.31,其低摩擦因数与自润滑的BN相的存在有关。调制周期减少,界面积增加,TiN/TiBN纳米复合涂层的力学性能增强。     

WC-(W,Cr)_2C-Ni/Ag复合涂层的制备及摩擦学性能

针对众多运动部件存在严重的摩擦磨损问题,使用大气等离子喷涂(APS)设备在1Cr18Ni9Ti不锈钢金属基材上喷涂制备WC-(W,Cr)2C-Ni和WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag两种防护涂层,使用CSM摩擦磨损试验机考察两种涂层在室温下与Si3N4球配副时的滑动摩擦磨损性能。结果表明:Ag相的添加可明显降低涂层在干摩擦条件下的摩擦因数,并能减轻涂层的磨损程度;APS制备的WC-(W,Cr)2C-Ni/Ag复合涂层不仅具有优良的自润滑性能,而且具有极佳的耐磨性能,有望作为一种新型耐磨自润滑涂层材料。     

大晶粒纯镁疲劳变形过程中交叉滑移迹线的分析

在室温条件下研究了大晶粒纯镁疲劳变形过程中有可能激活的滑移系统及滑移迹线。结果表明,经过疲劳变形后大量的纵横交叉滑移迹线在样品表面产生,基于晶粒取向与滑移迹线方向的综合判定,这种纵横交叉滑移迹线是由反复疲劳变形过程中基体的基面滑移与同一区域内｛102｝孪生过程中所再次产生的基面滑移而形成。通过实验观察到最有可能发生的锥面滑移系统为在｛101｝面上所产生的<113>锥面滑移,但总体上来说,基面的滑移迹线比锥面的滑移迹线更密集,这说明锥面滑移在整个疲劳变形过程中被抑制。     

一种建立有心扇形滑移线场的新方法——圆弧法

本文研究了有心扇形滑移线场的任意一点的滑移线切线与x轴夹角特殊性质 ,并根据该性质给出了建立有心扇形滑移线场的圆弧法及其方程 ,同传统方法相比其最大误差在 5 8%以内。     

TG6钛合金的热稳定性及其在高温下的部分恢复

Thermal Stability of TG6 Titanium Alloy and Its Partial Resumption at High Temperature     

Plastic deformation mechanisms ofAZ31 magnesium alloy under high strain rate compression

The twinning and slip activities of AZ31 magnesium alloy sheet at a strain rate of 1 200 s^-1 were investigated. Dynamically mechanical properties of various oriented samples were measured using Split Hopkinson Pressure Bar（SHPB）. Optical microscope observations reveal that the dominant deformation mechanism is twinning for 90° oriented sample, and is slip for 45° and 0° oriented samples. TEM analysis for samples at a strain of 0.3% shows that the main deformation mechanisms for 90°, 45° and 0° oriented sample are {1012} 〈 1011 〉 and {1011} 〈 1012 〉 twinning, basal slip and non basal slip, respectively. The main features of the true stress--true strain curves can be explained based on deformation mechanism analysis.     

Cu及Cu－Zn合金预变形和循环软化的滑移线形貌

观察了两种不同滑移方式的材料──纯Ｃｕ及Ｃｕ－Ｚｎ合金经预变形及循环软化后的表面滑移线形貌．发现二者预变形的双交滑移特征不同，且Ｃｕ－Ｚｎ合金的交滑移与应力—应变曲线上的动态应变时效现象相对应．Ｃｕ－Ｚｎ合金循环软化后有两种衬度的滑移带，而纯Ｃｕ则主要表现为驻留滑移带，说明两种材料疲劳应变的容纳方式不同．根据滑移带形貌解释了它们不同的软化行为．     

非对称通道内亲疏水结构影响下的纳米气泡滑移效应

目的 研究非对称性通道中亲疏水表面结构影响下纳米气泡特征与边界滑移之间的关系,以实现良好的流体减阻效果.方法 采用二元体系分子动力学方法,研究纳米气泡在通道流动中产生的滑移减阻效应.首先建立上下壁面非对称微通道模型,通过考虑微通道流动传热过程,探究纳米气泡影响下的微通道界面速度滑移现象.结果 保持亲水下壁面高度以及上下...     

表面润湿性对微通道界面减阻特性的影响

目的降低微通道的流动阻力。方法借助激光加工、自组装技术和化学涂覆技术,在Si基底上制备了3种不同润湿性的表面,通过组装获得具有不同润湿性壁面的微通道。采用微观粒子成像测速技术(μ-PIV),对构建的微通道单侧滑移流动和双侧滑移流动进行测试。结果 Si表面沉积自组装分子膜、微结构加工结合自组装分子膜沉积及构筑微结构后,进行纳米二氧化硅涂覆的接触角分别为114.6°、142.7°和155.4°。亲水壁面A与疏水壁面B、C和超疏水壁面D组成的微通道,B、C和D壁面的滑移速度分别为0.018、0.022、0.029 m/s。B-D通道的平均流速比B-C通道提高了0.85%,C-D通道的平均流速比C-C通道提高了5.25%。结论疏水壁面处均存在较明显的滑移速度,且壁面疏水性越强,滑移速度越大。当两侧壁面均为疏水壁面时,一侧壁面疏水性的提高可以增加另一侧壁面疏水性对整体减阻效果的影响,但会迫使另一侧疏水壁面的滑移速度减小。流场中最大速度位置会偏向疏水性较强的一侧壁面,且两侧壁面润湿性的差距越大,其偏离距离越大。     

变截面成形工况下横向变形的计算

变截面成形是采用变值轧制成形的方式生产具有变截面结构的零件或毛坯的工艺方法,如各类载货汽车的变截面板簧等。成形过程的横向变形有均匀分布假说和变形区分区假说。在基于变形区分区假说基础上,依据最小流动阻力原则和变形过程中体积不变原则,考虑变形区前滑和后滑以及压下量的共同影响,给出了横向变形的计算公式。经试验验证证明,该计算公式能够满足变截面工件成形的精度要求。     

基于MATLAB乘用车门玻璃密封压装机动态特性研究

建立了东风轻型乘用车EQ6472前门玻璃密封条气动压装机系统的数学模型,采用MATLAB对其进行了动态特性分析,得到了压装机的时域响应和频域响应特性曲线.分析结果表明:系统调整时间满足生产要求;系统是稳定的.     

TA15钛合金高温变形多晶体塑性有限元模拟

通过晶体塑性有限元与电子背散射衍射(EBSD)技术相结合的方法,实现TA15钛合金相变点以上高温压缩变形的晶体塑性有限元模拟。采用元胞自动机方法获得了晶粒的初始形貌,通过用户子程序UMAT将基于率相关晶体塑性本构方程嵌入到软件ABAQUS中。模拟结果显示,TA15合金热压缩变形组织呈明显的形变不均匀特征,模型中晶粒内部应力应变分布不均匀。不同晶粒滑移系的开动不同,即使在同一晶粒内部,也存在滑移系开动不同步的情况。采用电子背散射衍射(EBSD)技术对TA15钛合金的热压缩变形组织的变形不均匀特征进行了验证。