选区激光熔化ZL116组织与力学性能研究

ZL116合金广泛应用于航空航天领域高强度、高耐蚀性复杂零件的制备，伴随着装备向着整体化和多功能化发展，传统铸造等工艺难以满足该类零件的制备需求，以选区激光熔化成形技术(SLM)为代表的增材制造工艺基于离散-堆积的成形原理，在复杂零件的制备上具有显著的优势，目前关于SLM成形ZL116合金组织性能的研究较少。实验开展了SLM成形ZL116组织与力学性能研究，为SLM成形ZL116复杂零件提供理论支撑。采用SLM成形了ZL116试样，通过OM、SEM等表征手段分析了成形试样组织形貌，测试了成形试样的室温拉伸性能和疲劳性能。结果表明（：1）SLM成形ZL116铝合金组织为底部向顶部外延生长的柱状晶，晶界上弥散分布细小硅颗粒（；2）合金力学性能存在各向异性，平行于成形方向拉伸性能较差（；3）合金的抗拉强度可达340 MPa，伸长率超过10%，硬度达110 HB，疲劳极限强度为185 MPa。     

TC4合金在不同环境介质中的磨损行为及磨损机制研究

采用MPX-2000型销盘式摩擦磨损试验机,研究了TC4合金在空气、纯水和模拟海水环境下与GCr15轴承钢对磨时的磨损行为和磨损机制,评价不同环境介质对TC4合金耐磨性的影响。结果表明:TC4合金在模拟海水中的磨损率始终最高,明显高于其在纯水和空气中的磨损率,且在模拟海水中磨损时TC4合金腐蚀速度大大加快,可见腐蚀和磨损之间存在明显的相互促进作用。TC4合金在模拟海水中形成的润滑膜可以明显降低摩擦系数,因而不同工况下模拟海水中的摩擦系数始终较低,纯水中的摩擦系数略高于海水,而空气中的摩擦系数在0.50及0.75 m·s-1,1.02 MPa时明显高于纯水和海水,在0.75 m·s-1,2.55 MPa时反而略低于纯水和模拟海水。TC4合金在空气中的磨损机制为氧化磨损并伴有一定程度的磨粒磨损和粘着磨损;在纯水中的磨损机制为磨粒磨损;而在模拟海水中则为疲劳磨损和磨粒磨损混合作用机制。     

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。     

7075铝合金板材热冲压成形中的高温摩擦

采用自制的板带高温摩擦试验机模拟实际固溶–冲压–淬火一体化热成形工艺下7075铝合金的高温摩擦过程,分别对上下摩擦头进行冷却和加热以模拟实际热冲压过程对模具和压边圈的冷却和加热,分析了下模加热温度、法向载荷和滑动速度对7075铝合金摩擦行为及磨损机理的影响。结果表明:铝合金摩擦系数随着下模加热温度的升高而增大,磨损机制由300 ℃时的黏着磨损转变为500 ℃时的黏着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;施加法向载荷越大,摩擦系数越大,不同载荷下磨损机制均为黏着磨损及轻微的磨粒磨损,且随着载荷增大,黏着磨损程度有所加深;高滑动速度导致了磨损表面局部氧化物的生成,使摩擦系数随着滑动速度增大而减小,滑动速度为30 mm·s?1时,磨损机制主要是氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损。      

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。     

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。     

半固态法制备A390高硅铝合金干摩擦磨损性能研究

采用传统铸造技术和半固态过流冷却技术分别制备了A390铝合金铸棒。在MVF-1A摩擦磨损试验机上研究了显微组织、外加载荷和温度对A390铝合金干滑动摩擦磨损性能的影响,对磨环材料为45^#钢。采用SEM对A390铝合金磨损面形貌进行了分析。结果表明：相同载荷和温度下,经半固态处理的A390铝合金材料耐磨性能更优异。随着外加载荷的增加,A390的摩擦系数和磨损率呈现先降低和增加的趋势;载荷为80 N时,A390的摩擦系数最稳定,磨损率最小。A390的摩擦系数和磨损率对温度变化较敏感,在100℃以下,磨损率变化较小,以磨粒磨损机制为主;当温度超过100℃时,摩擦系数波动明显,磨损面塑性变形严重,此时同时发生磨粒磨损和粘着磨损。     

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。      

选择性激光熔化成形CoCrWMo合金工艺优化及摩擦磨损性能

对选择性激光熔化成形CoCrWMo合金的工艺参数进行优化,并对最佳工艺下合金试样的摩擦磨损性能进行分析。结果表明:选择性激光熔化最佳工艺参数为激光功率280 W,扫描速度800 mm?s?1,铺粉层厚0.03 mm,扫描间距0.10 mm,扫描策略为旋转扫描法（层与层之间旋转15°）。该工艺下激光体能量密度为117 J?mm?3,试样相对密度为99.4%,上表面粗糙度（Ra）为4.98 μm,显微硬度为HV 386,抗拉强度为984 MPa,屈服强度为663 MPa,断后伸长率为12.9%。在干摩擦下,CoCrWMo合金的平均摩擦系数随施加载荷的增加呈下降趋势;受磨损过程中应变诱导马氏体转变的影响,合金平均磨损率呈现先增高后降低的变化规律,主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。     

载荷和温度对SiCp/A357复合材料摩擦磨损特性的影响

采用铸造法制备了SiCp/A357复合材料。在MVF-1A摩擦磨损试验机上研究了外加载荷和温度对SiCp/A357复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响,对磨环材料为45^#钢。采用SEM对铝基复合材料磨损面形貌进行了分析。结果表明：随着外加载荷的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率呈现先降低后增加的趋势;载荷为100 N时,复合材料的摩擦系数最稳定,磨损率最小。复合材料的摩擦系数和磨损率对温度变化很敏感,在115℃以下,磨损率变化较小,以磨粒磨损机制为主;当温度超过165℃时,摩擦系数波动明显,磨损面塑性变形严重,此时以粘着磨损机制为主。     

Microstructure and Wear Performance of ECAP Processed Cast Al–Zn–Mg Alloys

In the present investigation, wear performance of equal channel angular pressing (ECAP) processed cast Al–Zn–Mg alloys under dry sliding wear conditions was studied against a steel disc. Initially, Al–Zn–Mg alloys (with 5, 10, 15% zinc and 2% magnesium) were ECAP processed. After ECAP, grain size was reduced and enhancement in the hardness was observed. Wear resistance of the alloys increased after ECAP processing. Wear resistance of the alloys also increased when the quantity of the zinc was increased in the alloys. But, wear resistance of all three alloys decreased with increase in the load and the sliding speed. Coefficient of friction of the alloys decreased after ECAP processing. Coefficient of friction of the alloys also decreased when the quantity of the zinc was increased in the alloys. Coefficient of friction of all three alloys increased with increase in the load and the sliding speed. Irrespective of the alloy composition and applied load, worn surfaces of the cast and homogenized samples were composed of plastic deformation, scratches and micro-ploughing. On the other hand, in ECAP processed samples, morphology of the worn surfaces depended on the applied load. Abrasive wear is the main wear mechanism perceived in cast and homogenized samples at all loads. While in ECAP processed samples, the wear mechanism shifted from adhesive and oxidation wear to abrasive wear with increase in the load. Formation of oxide layers on the surface of the sample increased with increase in the ECAP passes. In ECAP processed samples, transfer of iron content from the disc to the sample surface was identified.     

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。     

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...     

Al-Zn-Mg合金高温摩擦磨损行为研究

采用高温摩擦磨损试验机,在25～500℃的试验温度和1～5 N法向载荷下对Al-Zn-Mg合金进行球盘摩擦试验,分析不同试验温度和法向载荷下Al-Zn-Mg合金摩擦系数变化、磨损表面及亚表层的形貌特征和成分特征,研究了试验温度和法向载荷对Al-Zn-Mg合金摩擦行为的影响.结果表明:载荷为5 N时,在25～500℃温度...     

Influence of alloying elements and grain refiner on microstructure,mechanical and wear properties of Mg-Al-Zn alloys

In the present investigation, the effects of alloying elements (Sn, Pb) and grain refiner (Ag, Zr) on microstructure, mechanical and wear properties of as-cast Mg-Al-Zn alloys were studied. The alloys were prepared through melting-casting route under a protective atmosphere and cast into a permanent mould. The microstructure of the base alloy consisted of α-Mg, Mg₁₇Al₁₂ continuous eutectic phase at the grain boundary and Mg-Zn phase was distributed within the grains. Addition of Sn and Pb suppressed the formation of continuous Mg₁₇Al₁₂ eutectic phase and formed Pb enriched Mg₂Sn precipitates at the grain boundary as well as inside the grain. The Ag and Zr addition to Mg-Al-Zn-Sn-Pb alloy suppressed the Mg₁₇Al₁₂ phase formation and refined the grains leading to improve mechanical properties. Addition of Sn, Pb and grain refiner (Ag, Zr) significantly enhanced the tensile strength and elongation but reduced hardness. The Ag addition imparted best tensile properties, where ultimate tensile strength (UTS) and elongation are 205?MPa and 8.0%, respectively. The fracture surfaces were examined under SEM which revealed cleavage facets and dimple formation. Therefore, the cleavage fracture and dimple rupture were considered as the dominant fracture mechanisms for developed Mg alloys. The cumulative volume loss of Mg alloys increased with sliding distance and applied load. The coefficient of friction decreased with sliding distance. The microscopic observation, analysis of the wear surface and coefficient of friction revealed that the wear mechanism of developed Mg alloys changes from abrasion oxidation to delamination wear.     

载流条件下Cu-Ag-Fe合金的摩擦磨损行为

研究了电流强度、滑动速度和载荷对Cu-Ag-Fe合金的磨损性能的影响.结果表明：由于Fe元素的时效析出强化作用,Cu-Ag-Fe合金的电磨损性能比Cu-Ag合金高出2倍多,大大提高了该合金的使用寿命.随电流强度、滑动速度和载荷的增加,合金的质量磨损率明显增加.在受电滑动条件下,磨损形式以粘着磨损,磨粒磨损和电侵蚀磨损为主,并且随着电流强度的增加,粘着磨损现象加剧.     

45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性

 在自制的销盘式干滑动摩擦磨损实验机上研究了45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性。结果表明：材料的磨损率随着速度、载荷的增加而增大;摩擦因数随着载荷增加而减小;随着速度的改变磨损率的变化规律为：减小、增大、再减小;硬度对实验材料磨损率的影响与通常所用材料不同,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。