金属热磨损失效及相应对策

本文通过一些典型例子,从其形式、特点和机制来试图说明和解释金属热磨损失效的三种类型;热粘着磨损;热磨蚀磨损;热微动磨损。简要地谈及了国内外在热磨损所属的三个分支上的研究动态。根据O.Vingsbo的摩擦系统理论,从设计、材料、环境这三个角度来考虑探讨减少热磨损的相应对策。     

模具材料的高温滑动冲击磨损过程的电镜观察

在模拟热作模具热磨损试验机上进行高温滑动冲击磨损试验,在各磨损阶段,用扫描电镜对模具试样表面形貌作细致观察,得出如下结论:高温滑动冲击磨损过程的主导磨损机制,早期为磨粒磨损,中期及后期逐步向点状剥落及大块疲劳剥落转移。全部过程都有粘着磨损,后期更为严重。     

基于正交试验法的模锻模具磨损分析及优化

模具磨损是模锻成型过程中模具的主要失效形式,因此如何减小模具磨损量,进一步提高模具的使用寿命,是模锻工艺中急需优化的关键性问题。提出一种模锻成型过程中基于模具磨损的工艺参数优化方法,属于模锻工艺领域,是一种将模锻加工过程中的有限元模拟仿真试验与正交试验设计相结合的工艺参数优化方法。以热模锻工艺为例,在Archard磨损模型的基础上,推导出适用于热模锻模具磨损分析的修正模型,并且对热模锻中模具磨损过程进行基于Deform软件的有限元仿真分析。研究热模锻加工过程中模具工作表面的磨损深度与模锻工艺参数之间的关系,利用正交试验设计将不同的工艺参数进行组合分析,通过较少的仿真试验次数得到适用于热模锻的最优化工艺参数。使用极差分析法进行试验数据处理,推导出对模具磨损影响程度最大的工艺参数,为热模锻工艺中的模具磨损问题提供一种基于正交试验设计的工艺参数优化方法,得到模锻成型过程中使模具磨损量实现最小值的工艺参数最优解。     

钢的高温性能和模具的失效分析

本文简要介绍了新型热作模具钢(HD)的高温性能,这种钢的高温强度和热疲劳热磨损抗力优于3Cr2W8V钢,对其原因进行了适当的分析。同时,对铜管热挤压底模进行了失效分析和硬度检验、表层组织分析以及热疲劳热磨损形貌观察,结果表明模具的变形和拉毛失效均与模具材料的高温强度、组织稳定性以及均匀性密切相关,从而说明了HD钢模具使用寿命高的机制。     

AZ61镁合金滑动摩擦磨损性能

研究铸态AZ61镁合金在销-盘接触模式下的干磨损行为,测量AZ61镁合金在0.1~2.0 m/s滑动速率下加载20~360 N时摩擦系数和磨损率的变化,结果表明:合金磨损机制包含了微观切削、氧化磨损、磨粒磨损、剥层磨损、热软化磨损和融化磨损。加载载荷较小时,滑动速率增加减少磨损面之间微接触点作用时间,造成材料应变滞后,合金磨损率逐渐减小,摩擦系数减小。增加载荷,滑动速率增加,剥层磨损出现并主导磨损率的增加。其后热软化磨损和融化磨损导致磨损表面材料转移更加严重,磨损率出现急剧增加。热软化时发生化合物融化导致磨损率增加不连贯性。     

热作模具钢的模拟热磨损试验方法的探讨

本研究选定 Tittagala法作为热作模具材料热磨损的试验方法,并对其模拟性作了改进。经过试验,该模拟试验方法能较好地反映热作模具的工作过程和磨损特征。在碳素钢——模具钢、铝合金——模具钢、铜合金——模具钢不同材料试样的摩擦付试验中,模具材料的高温磨损特性、表面磨损形貌与现场模具寿命、失效模具形貌有着较好的一致性。     

钢的制动磨损机理

在ＭＭ－１０００磨损试验机上,对３５ＣｒＭｏ钢与石棉和半金属摩擦材料组成的摩擦副进行了制动磨损试验,重点研究了钢的制动磨损机理,研究结果表明,钢的制动磨损形式主要是磨粒磨损、氧化磨损和粒着,因摩擦热的影响,制动后钢的摩擦表面出现热震开裂,表层组织过热甚至过烧,表面的粘着物由表向里扩散,钢在制动过程中还出现特有的浅层剥落,它是一个塑料性变形积累,裂纹裂成和扩展的过程。     

1-2-3型摩擦复合材料的热磨损分析

对1-2-3新型摩擦复合材料进行热失重分析试验和热磨损试验，分析处理试验结果，建立了1-2-3新型摩擦材料的热磨损模型。研究表明1—2-3新型摩擦复合材料具有较高的耐热性和较低的磨损率。     

热态飞灰磨损试验台的研制(Ⅱ)——试验系统误差分析与稳定性试验

对热态飞灰磨损试验系统的测量与计算误差进行分析,并且进行了试验系统的稳定性与复现性试验,记叙昨现性能有较精确和稳定地反映试验数据,是热态飞灰磨损研究的有力工具,另外,文中详细地叙述了试验的步骤保要注意的问题。     

聚氨酯衬垫磨损机理的微观分析

首先介绍了聚氨酯的力学特性,然后运用扫描电子显微镜和表面红外分析仪对磨损后衬垫表面的微观形貌及官能团的组成进行了分析,发现了聚氨酯热降解的证据,并在此基础上对钢丝绳－ 聚氨酯衬垫这一摩擦副的磨损机理进行了分析、探讨．作为从微观角度研究高分子材料衬垫的磨损过程,其结果有助于深入地了解高分子材料的磨损机理,对改善衬垫的磨损性能,提高其寿命有一定的实用价值．     

3Cr2W8V钢高温磨损表面扫描电镜分析

作者用扫描电子显微镜,电子探针等分析了3Cr2W8V钢高温磨损表面,考察了磨损表面形态随试验温度及试验时间的变化规律,给出了相应的磨损表面特征照片,并结合磨损机理分析了该钢的温度——磨损特性曲线。文中还着重分析了高温磨损时在表面形成的“形成层”的成分、作用及形态,并探讨了磨损表面上沟槽产生的原因。     

5CrNiMo钢碳氮共渗—强韧化复合处理的热磨损性能

利用二次回归正交设计法制订钢的碳氮共渗一强韧化复合处理工艺,用自制的直接通电式高温磨损试验机进行试样的热磨损试验,给出了工艺优化的结果。对磨面进行了扫描电镜和电子探针观察分析。结果表明,经复合处理的试样,主要是发生形成层磨损;当工艺参数间取得最佳配合时,磨损抗力最大,为常规处理的2.4倍。     

High Temperature Wear Characteristics of a New Hot Work Die Steel CH95

High temperature wear characteristics of a new hot work die steel CH95 doped with a small amount of rare earth （ Re ） and boron （ B ） have been investigated and compared with those of conventional die steel H11 at a series of temperatures and loads. Worn surfaces of CH95 steel and H11 steel were analyzed with a scanning electron microscope. It is found that high temperature mechanical properties of CH95 steel are much better than those of H11 steel. The oxide layer formed on the worn surface plays an important role in wear resistance at high temperature. When the load is less than 63 N, the surface oxide layer keeps integrated and the effect of load on high temperature wear is small. When the load is higher than 63 N, the supporting ability of matrix to the oxide layer decreases with the increase of load, which results in an increase of wear rate. Compared with H11 steel, the wear resistance of CH95 steel is much better and the worn surface of CH95 steel is smoother. It is easier for CH95 steel to form a compact and integrated surface oxide layer at high temperature than for Hll steel, which protects the worn surface and reduces wear.     

Wear performance of Ni/ZrO<Subscript>2</Subscript> infiltrated composite layer

The Ni/ZrO2 was used as raw materials to fabricate the surface infiltrated composite layer with 1-4 mm thickness on cast steel substrate through vacuum infiltrated casting technology. The microstructure indicated that the infiltrated composite layer included surface composite layer and transition layer. Wear property was investigated under room temperature and 450 ℃. The results indicated that the abrasion volume of substrate was 8 times that of the infiltrated composite layer at room temperature. The friction coefficient of infiltrated composite layer decreased with the increasing load. The wear resistance of infiltrated composite layer with different ZrO2 contents had been improved obviously under high temperature. The friction coefficient of infiltrated composite layer was decreased comparing with that at room temperature. The oxidation, abrasive and fatigue abrasion was the main wear mechanism at room temperature. Oxidation abrasion, fatigue wear and adhesive wear dominated the wearing process under elevated temperature.     

5CrMnMo钢多元渗硼层高温滑动磨损特性的研究

本文利用自制的高温磨损装置,研究5 CrMnMo钢B-Al共渗,B-Zr共渗及渗硼层的高温滑动磨损特性。结果表明,上述渗层的高温滑动磨损机理主要有疲劳剥落、磨粒磨损、氧化磨损和涂抹粘附,并对导致这些磨损机制的原因进行了讨论分析。     

燃煤发电厂省煤器管高温冲蚀磨损特性的研究

利用自制高温冲蚀磨损试验装置,对燃煤发电厂省煤器管道(20钢)进行高温冲蚀模拟试验,并对20钢室温冲蚀以及Ni-W合金刷镀层高温冲蚀作了对比试验。结果表明,局部塑性变形、疲劳剥落、犁削和切削作用是20钢管道高温冲蚀磨损的主要机理。Ni-W合金刷镀层脆性大,结合力不强,不能提高省煤器管道的使用寿命。     

热轧辊材料高温滑动磨损特征

本文利用自制的高温磨损装置,研究了高铬铸铁、中Ni—Cr冷硬铸铁、165CrNiMo及9Cr2钢热轧辊材料的高温滑动磨损特征。结果表明,摩擦面呈现犁沟或粘着特征,或同时具有犁沟和粘着;摩擦面亚表层显微组织磨损前后未发生变化,但165CrNiMo及9Cr2钢中产生了塑性变形。根据犁沟特征,高铬铸铁及中Ni-Cr冷硬铸铁中的共晶碳化物能提高高温磨粒磨损抗力。     

摩擦条件对热轧辊材料高温磨损特性的影响

利用自制高温滑动磨损装置,在不同的温度、速度、压力和冷却条件下考察了高Cr铸铁、中Ni-Cr铸铁、半钢(165CrNiMo)及锻钢(9Cr2)四种辊材与45钢的高温滑动磨损特性。观察分析了磨面形貌,发现在一定条件下能够形成起减磨作用的覆膜。分析了四种材料的耐磨性及其与组织性能的关系。     

铬硼钨钼铌钒系高温抗磨料磨损堆焊焊条的研究

研究出了Ｃｒ－Ｂ－Ｗ－Ｍｏ－Ｎｂ－Ｖ合金系统的高温抗磨堆焊合金焊条，其堆焊层组织为隐晶马氏体十块状硬质相十颗粒状硬质相，使其具有较高的高温硬度和高温耐磨性。     

Microstructure and abrasion wear behavior of Ni-based laser cladding alloy layer at high temperature

Ni-based alloy coating on 21-4-N heat-resistant steel was prepared using CO2 laser, and the high-temperature abrasion wear was tested. The microstructure of this cladding layer and its abrasion wear behavior at high temperature by changing compositions and temperatures were investigated by means of optical microscope and scanning electron microscope. Among the three compositions of cladding layer, i.e. Ni21 ＋20% WC＋0. 5 % CeO2, Ni25＋20 % WC＋0. 5 % CeO2 and Ni60 ＋ 20 % WC ＋ 0. 5 % CeO2, the experimental results show that Ni21 ＋ 20 % WC ＋ 0.5?O2 cladding layer is made up of finer grains, and presents the best abrasion wear behavior at high temperature. The wear pattern of laser cladding layer is mainly grain abrasion at lower temperature, and it would be changed to adhesive abrasion and oxide abrasion at higher temperature.