高铬铸铁在液-固两相流中的冲蚀磨损行为

研究不同Cr含量的高铬铸铁(Cr12、Cr15、Cr23和Cr28)在液固两相流(浓度为3.5的H2SO4+石英砂)的冲刷腐蚀磨损行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段观察表面形貌特征和分析腐蚀产物的相组成,通过分析单位面积的质量损失研究冲蚀磨损行为。结果表明,基体首先遭受腐蚀,当Cr含量≤15%时,高铬铸铁腐蚀产物中无氧化膜或氧化膜为不致密的Fe_2O_3时,腐蚀和冲刷磨损之间的交互作用使单位面积的质量损失率不断增加。Cr含量≥23%时,高铬铸铁腐蚀产物主要为Fe_2O_3和Cr_2O_3,当Cr_2O_3膜的厚度增加到一定程度后,延缓了冲蚀磨损进程,单位面积的质量损失表现为先增加后又降低。     

海水腐蚀对几种金属材料耐磨性能的影响

研究TC4钛合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金与316不锈钢对磨时在纯水和模拟海水下的摩擦磨损行为,评价海水腐蚀环境对几种耐海水腐蚀材料耐磨性的影响以及316不锈钢与几种金属配副的磨损行为。结果表明,四对摩擦配副在纯水润滑条件下的摩擦系数明显大于其在海水润滑条件下的摩擦系数,海水具有较好的润滑作用。在腐蚀磨损过程中,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的比例ΔV/V为45%~86%,表明在海水环境下腐蚀与磨损的交互作用不可忽视。与不同金属对磨时,316不锈钢对偶材料的磨损量表现出不同的趋势,这可能与摩擦过程中存在的电偶腐蚀有关。     

Cr含量对WC基硬质合金耐腐蚀性能的影响

以WC-10(CoNi)合金为基础,在粘结剂中加入不同含量的Cr,对合金的力学性能以及腐蚀性能进行了试验研究。试验结果表明,合金的抗弯强度随着Cr添加量的增加而降低,而硬度随着Cr添加量的增加而升高。在浸泡腐蚀试验中,添加Cr后就会使合金的耐腐蚀能力显著增强。在冲刷腐蚀试验中,各试样在冲蚀角度为60°时有最大腐蚀速率;当旋转圆盘的转速达到1000r/min以上时,合金的腐蚀速率显著增加,力学协同破坏的影响开始明显表现出来。通过对冲刷腐蚀后的合金试样表面及断面进行SEM观察,含Cr合金在腐蚀液中形成的钝化膜更加完整、致密,和基体金属的结合力也更强。     

热处理对42CrMo制动盘摩擦磨损性能的影响

以自卸42CrMo调质钢制动盘为研究对象,对其进行了不同的热处理。采用MG-2000型销-盘摩擦磨损试验机研究了不同摩擦条件下热处理对试样的摩擦磨损性能的影响。并采用FEI Quanta 200型扫描电镜对试样的磨损表面形貌进行表征。结果表明:不同热处理状态的42CrMo制动盘试样的摩擦系数均随转速和接触压力的增大而减小;磨损率随转速和接触压力的增大而增大;在相同摩擦条件下,840℃淬火+400℃回火处理的销试样的摩擦系数和磨损率均最小;在低速低载时,42CrMo钢的磨损机制主要是磨粒磨损,高速高载时,其磨损机制主要是粘着磨损;转速500r/min比300 r/min的试样发生严重磨损的时间短。     

外加电位对Monel400合金海水环境腐蚀磨损性能的影响

目的研究不同恒电位对Monel400合金海水环境腐蚀磨损性能的影响。方法将试样加工成圆柱试样,通过设计的特殊夹具夹紧试样,利用摩擦试验机和电化学工作站做不同恒电位下的磨蚀实验,通过开路电位极化曲线的变化评价合金的电化学性能,通过磨损量的变化评价合金的摩擦性能。通过扫描电镜揭示磨损机理,探讨交互作用机制。结果摩擦过程中的开路电位比静态腐蚀时的低。随着外加电位的增加,腐蚀电流密度增加,摩擦系数降低,总的体积损失量增加。腐蚀磨损存在明显的交互作用。结论摩擦能够破坏合金表面的钝化膜,导致具有更高电化学活性的新表面暴露于溶液中,因此促进了表面腐蚀。而腐蚀产生的腐蚀产物层比较粗糙和疏松,其剪切强度比基底合金低得多,因此当氧化铝块摩擦过合金表面时,很容易去除腐蚀产物层,进而促进了材料损失。腐蚀磨损条件下材料的损失量明显比纯磨损条件下的高。     

2A06铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

采用微弧氧化技术,以硅酸盐为主要电解液,在2A06铝合金表面制备出高硬度、高耐磨性的微弧氧化陶瓷膜。用扫描电镜观测膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行耐磨损和抗冲蚀试验。结果表明,氧化时间越长,2A06铝合金表面陶瓷层越厚,陶瓷层粗糙度也越高。陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层与基体和致密层结合紧密。致密层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3,疏松层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3以及Al6Si2O3。致密层中的α-Al2O3相的含量远高于疏松层。从试样边缘到试样中心硬度逐渐降低,最高硬度出现在试样表面边缘向内5～20 mm处,平均HV硬度可达20.96 GPa。2A06铝合金的耐磨性比较差,磨轮转速从100 r/min增至400 r/min时,磨损量不断增加且呈线性分布。微弧氧化制备的陶瓷层磨损量在磨损开始时(100 r/min)稍高,磨轮转速到600 r/min时磨损量趋于稳定,磨轮转速到1600 r/min时磨损量仍然呈现较低水平。陶瓷层的冲蚀体积损失率也远低于2A06铝合金基体。     

冲击功对高铬铸铁腐蚀磨损交互作用的影响

通过自制的冲击腐蚀磨损试验机,用电化学和失重等方法研究了冲击工况条件下高铬铸铁在锡矿浆料中的腐蚀磨损行为,定量研究了冲击功对腐蚀磨损交互作用的影响。结果表明,虽然弱酸性矿浆的腐蚀性较小,但腐蚀磨损交互作用随冲击功的增大而增大,其比例达到26.65%～36.50%,表明磨损与腐蚀有较大的交互促进作用。在冲击功为1 J和2 J时,交互作用是以磨损促进腐蚀为主;在冲击功为3 J时,交互作用是以腐蚀促进磨损为主。最后探讨了冲击载荷下高铬铸铁腐蚀磨损的交互促进机理,以及冲击功对交互作用机理的影响。     

AISI316不锈钢腐蚀磨损交互作用的研究

采用电化学方法、微观形貌观察以及失重法分析研究了AISI 316不锈钢和Al2O3陶瓷摩擦副在模拟海水中的腐蚀磨损行为,探讨了摩擦对不锈钢腐蚀行为的影响以及腐蚀磨损交互作用。结果表明,在本实验条件下摩擦作用显著增加了AISI 316不锈钢的腐蚀倾向,其腐蚀率显著增加。纯磨损量占总腐蚀磨损量的76%~88%,材料的损失主要是由摩擦作用所引起,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的12%~24%,腐蚀磨损交互作用是影响材料耐磨蚀性能的重要因素。     

2024铝合金混合酸阳极氧化

目的在混合酸溶液中,对2024铝合金进行不同条件下的阳极氧化,并制备氧化膜,研究比较氧化膜厚度、表面形貌和耐腐蚀性等的不同。方法 2024铝合金在硫酸-磺基水杨酸-乳酸体系中进行阳极氧化,改变氧化时间(20~60 min)与氧化电流密度(2.5~4.5 A/dm^2),观察氧化膜的表面形貌、显微硬度、厚度、晶体结构以及耐蚀性的变化。结果每次实验的氧化时间为40 min不变,改变电流密度得到一系列阳极氧化膜,当电流密度为3.0 A/dm^2,自腐蚀电位最正,接近0.0 V时膜层的耐蚀性最好。若继续增加电流密度,则自腐蚀电位会负向移动。当电流密度为4.5 A/dm^2时,自腐蚀电位最负,为-1.1 V。保持电流密度为2.5 A/cm^2不变,改变氧化时间,得到一系列阳极氧化膜,当氧化时间达到50 min时,氧化膜的耐腐蚀性最好,自腐蚀电位为-0.6 V。XRD分析表明,氧化膜由γ-Al2O3和α-Al2O3组成。氧化膜的显微硬度和厚度会随着电流密度及时间的增加而增大,氧化膜硬度、厚度最大分别为372.3HV、6.8μm。结论当阳极氧化电流密度为3.0 A/d、氧化时间为50 min时,膜层的耐蚀性最好。     

微观组织特征对模拟海水中搅拌摩擦加工Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损性能的影响

目的研究搅拌摩擦加工细晶Ti-6Al-4V合金在模拟海水中微观组织特征与腐蚀磨损性能的关系。方法通过控制搅拌摩擦加工工艺(200 r/min-25 mm/min和200 r/min-50 mm/min)获得具有等轴细晶组织和片层状α相组织的Ti-6Al-4V合金。使用往复磨损试验机和电化学工作站,在模拟海水中对Ti-6Al-4V合金进行腐蚀磨损实验,获得摩擦系数-时间曲线、动电位极化曲线等一系列摩擦磨损和电化学曲线。使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对磨痕进行观察,计算磨损率,并分析磨损机制。通过计算腐蚀磨损分量研究材料损耗的主要影响因素。结果在腐蚀磨损中,因表面氧化膜被破坏,具有细晶结构的Ti-6Al-4V合金晶界面积大,腐蚀电位降低,但腐蚀电流密度小于原始试样。搅拌摩擦加工试样在腐蚀磨损实验中的摩擦系数更稳定,OCP条件下,具有细小等轴晶组织的搅拌摩擦加工Ti-6Al-4V合金的摩擦系数最低,磨损率较原始试样低20%。片层组织特征Ti-6Al-4V合金因微观力学性能各向异性而影响对磨球的行进路线,犁沟较混乱。原始样品的磨损机制主要为磨粒磨损和腐蚀磨损,搅拌摩擦加工后,样品在模拟海水中的磨损机制为磨粒磨损、分层磨损和腐蚀磨损。结论等轴细晶组织Ti-6Al-4V合金在模拟海水中表现出低的磨损率和低的摩擦系数,该组织特征具有最优的耐腐蚀磨损性能。     

Cu-Al-Fe-Ni-Pb铝青铜摩擦磨损行为的研究

采用扫描电镜、X射线衍射技术以及MMW-1A型摩擦磨损试验机研究了不同载荷与转速条件下Cu-Al-Fe-Ni-Pb铝青铜的摩擦磨损行为。结果表明:当转速不超过600 r/min时,Cu-Al-Fe-Ni-Pb合金的摩擦系数随载荷增加而减小;转速为800 r/min时,摩擦系数随载荷增加先减小后增大;转速达到1000 r/min时,随载荷增大,摩擦系数大致呈上升趋势,仅仅是在载荷为40N时有略微下降。随载荷与转速增加,Cu-Al-Fe-Ni-Pb合金的磨损量均增加。当转速高于600r/min且载荷达到60N时,磨损量增加幅度变小。Cu-Al-Fe-Ni-Pb合金在高速高载条件下拥有良好的摩擦磨损性能归因于该合金具有高强度和硬度以及其中Pb的自润滑作用。     

ELID超精密磨削砂轮表面氧化膜形成行为的实验研究

为了研究在ELID超精密磨削中不同工艺条件下砂轮表面氧化膜的生长行为,以氧化膜厚度和氧化膜的生长速率作为表征氧化膜形成过程特性指标,对电压、占空比和砂轮转速等工艺参数对金属结合剂砂轮表面氧化膜形成特性的影响进行了研究.结果表明,氧化膜厚度随着砂轮预修整时间的增加而增长,生长率在起始阶段较快,随后逐渐降低并趋于稳定.氧化膜厚度和生长率随着占空比和电压的增加而增加.达到稳态氧化膜生长率需要的时间在低占空比条件下比高占空比条件下更长.在1 000 r/min到4 000 r/min范围内,砂轮转速对氧化膜的生长特性没有影响.     

镧对改性高锰钢冲击腐蚀磨损性能的影响

利用MLD-10型冲击磨损试验机模拟实际工矿条件,研究了3种含镧量的改性高锰钢在铁矿石酸性矿浆中冲击腐蚀磨损行为,并用扫描电镜观察了试样磨损表面形貌。结果表明:在酸性铁矿石料浆中,当冲击功为2.0 J时.镧含量为0.10%的高锰钢抗冲击腐蚀磨损性能优于镧含量为0.08%和0.05%的高锰钢,镧含量为0.05%的高锰钢冲击腐蚀磨损机制为挤出棱加工硬化造成的局部剥落:镧含量为0.08%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是由腐蚀磨损交互作用造成的材料剥落:镧含量为0.10%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是多次塑变磨损的结果。     

Fe-28Mn-6Si-5Cr磨损性能影响因素分析

研究了添加不同含量Nb、Ti、Ce的Fe-28Mn-6Si-5Cr合金在油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明,Fe-28Mn-6Si-5Cr合金的磨损质量损失明显低于45钢,且受载荷和转速的影响较小,当载荷为300N时为最小.合金的磨损质量损失随转速的提高而增加.在相同的摩擦条件下,转速为50 r/min时,添加Nb和Ce、硬度较低的合金耐磨性最好,而转速为75 r/min时,添加0.42％Ti、硬度最高的合金表现出最佳的耐磨性.磨损表面形貌分析表明,合金的磨损表面呈平行于滑动方向的浅平润滑犁削沟,主要为切削磨损.     

蒸汽环境对消声器用439不锈钢腐蚀行为的影响

运用氧化-浸泡循环实验和氧化-浸泡-蒸发循环实验,结合电化学测试以及SEM和XRD分析,研究了蒸汽环境对消声器用439不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明:有/无蒸汽作用条件下,试样表面形成的腐蚀产物相似,循环实验后试样表面均生成了较浅的点蚀坑。与冷凝液环境相比,试样在蒸汽环境中的腐蚀阻力较小、局部腐蚀坑更深。蒸汽环境更有利于试样表面产物膜和蚀坑的生长。     

Si对低铬白口铸铁在含Cu2+离子介质中腐蚀磨损特性的影响

采用三体腐蚀磨损试验方法研究了硅对低铬白口铸铁在含铜离子浆料介质中的腐蚀磨损耐磨性的影响。结果表明，当浆料介质中铜离子浓度增加时，低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性降低。而增加含硅量后的低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性将比普通白口铸铁的高。磨损表面形貌分析表明，普通低铬白口铸铁的磨损机制为磨料磨损和介质腐蚀，而硅量增加的低铬白口铸铁的磨损机制则以磨料磨损为主，伴随着腐蚀作用。     

含砂流动海水中Q235钢冲刷腐蚀行为研究

目的 研究Q235钢在不同流速和不同含砂量环境下的冲刷腐蚀行为。方法 采用旋转冲刷腐蚀试验装置,利用电化学测试手段、表面显微分析以及失重测量等方法分析流速以及含砂量对冲刷腐蚀行为的影响。结果 试样表面主要以腐蚀坑和划痕为主,随流速的增加,试样表面腐蚀坑数目增多,砂粒摩擦造成试样表面有明显划痕。含砂量较小时,试样表面腐蚀坑较大,且比较分散;随着含砂量增加,试样表面腐蚀坑增多,但是腐蚀坑直径减小。随流速的增加,试样表面腐蚀产物膜变得更加致密。随含砂量的增加,试样表面的腐蚀产物膜变厚,出现更加稳定的Fe2O3。海水流速和含砂量均较小时,Q235冲刷腐蚀电化学表征为单层结构腐蚀产物层。随流速和含砂量的增加,电化学表征转变为双层结构的腐蚀产物层,砂粒无法直接作用于基体表面。冲刷流速从1 m/s增加到5 m/s时,冲刷腐蚀速率由0.0113 mm/a增加到0.0309 mm/a,Q235钢最大腐蚀坑深度由34.47 μm增大到281.94 μm。含砂量从0.15%增加到1%时,冲刷腐蚀速率从0.0113 mm/a变为0.0107 mm/a,最大腐蚀坑深度由34.47 μm变化为16.41 μm。结论 Q235钢的腐蚀速率及腐蚀坑深对冲刷流速较为敏感,而对含砂量变化敏感性较小。     

SLM成形打印件振动辅助磁力研磨试验

目的 研究使用振动辅助磁力研磨去除选区激光熔化(SLM)成形打印件表面的未熔融粉末时,各加工参数对试样表面粗糙度降低率和表面形貌的影响。方法 结合波导管工件,采用SLM成形打印AlSi10Mg试样,并利用自行研制的振动辅助磁力研磨装置进行加工间隙、磁极转速、振动频率、加工时间等4个因素各5个水平的单因素试验,以表面粗糙度降低率为评价指标,探究各加工因素对试样表面粗糙度降低率和表面形貌的影响规律。结果 对于采用选区激光熔化成形的试样来说,当加工间隙从3 mm增大到7 mm时,试样的表面粗糙度降低率显著降低,最大降低率为84.7%,最小降低率为6%。当加工间隙为3 mm时,试样表面的未熔融粉末基本去除,表面较平整。当磁极转速从200 r/min增大到1 000 r/min时,表面粗糙度降低率先增大后趋于稳定,在转速为200 r/min时表面粗糙度降低率最小(24.3%)。当转速达到400 r/min甚至更高时,表面粗糙度降低率趋于稳定,表面粗糙度降低率保持在80%左右。表面粗糙度降低率随着振动频率增大的变化情况较为复杂,但是总体呈现先增大后减小的趋势,并且在振动频率为15 Hz时,表面粗糙度降低率最大(84.7%)。当加工时间从10 min增大到50 min时,表面粗糙度降低率呈现先增大后减小的变化趋势,在加工时间为40 min时,表面粗糙度降低率最大(81.7%)。结论 加工间隙、磁极转速、振动频率和加工时间对表面粗糙度降低率都有不同程度的影响,SLM成形的试样经过振动辅助磁力研磨之后,表面粗糙度显著降低,表面未熔融粉末得到有效去除。     

纯铜表面机械扭压处理工艺参数对其显微硬度的影响

对T2纯铜表面进行机械扭压处理(SMPT)后,分别研究SMPT工艺参数中的工具头转速、水平进给速度、下压深度、处理次数以及润滑方式对材料表面显微硬度的影响。结果表明:当转速由3000 r/min上升至5000 r/min时,材料表面显微硬度逐渐增加,当转速达到6000 r/min时显微硬度呈下降趋势;工具头水平进给速度对材料表层显微硬度影响较小;下压深度的增加可以提高材料表层显微硬度;当处理次数为3次时显微硬度达到最大值;采用水润滑方式效果要大于采用油润滑方式效果,而采用高温润滑脂效果最差。     

高速钢丝锥磨损影响因素的探究

采用响应曲面法建立试验方案和丝锥磨损的二阶模型,完成了深冷温度、保温时间、主轴转速3个因素对W6Mo5Cr4V2(W6)高速钢成品丝锥磨损影响的研究。通过测量切削试验后的丝锥后刀面最大磨损量VB,分析各因素之间的交互作用对丝锥后刀面磨损的影响,确定了各个因素的最佳水平范围。优化后的深冷处理工艺和切削参数有3组,分别为主轴转速为200 r/min时,保温时间和深冷温度取4.68 h、-196℃;保温时间为3 h时,深冷温度和主轴转速取-196℃、180 r/min;深冷温度为-150℃时,保温时间和主轴转速取4.68 h、180 r/min。