25Cr2Mo2V基表面硬化层摩擦磨损性能的研究

研究了25Cr2Mo2V基表面时效高速钢时效后表面硬化层的相组成及硬化层的摩擦磨损性能。X-射线衍射分析结果,表层为低碳马氏体基体及其上分布的析出相,这些析出相有金属间化合物,也有碳化物,表明25Cr2Mo2V基表面时效高速钢的强化是金属间化合物和碳化物的混合强化。磨损试验结果表明,表面时效硬化高速钢在不同载荷下,磨损量随载荷的加大而增大。进入稳定磨损期在75ON载荷下的磨损率为0.000 3g／km,1 25ON下磨损率也仅为0.000 4g／km,M2高速钢在75ON载荷下在相同的磨损条件下的磨损量为0.006 12g／km。表面时效硬化高速钢与GCr15配副在润滑条件下的摩擦因数介于0.01至0.025之间。磨损形貌观察显示,磨痕随载荷增大而加深,但在所有载荷情况下产生的犁沟都非常浅,且没有撕裂和疲劳裂纹。     

30Cr2MoV枪管钢碳化物溶解与析出规律

枪管钢重要发展方向是采用二次硬化效应确保高温强度,然而这类钢韧性普遍偏低。为改善韧性,研究了30Cr2Mo V新型二次硬化枪管钢中碳化物溶解与析出规律及其对韧性的影响。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、碳复型和相分析技术对碳化物进行表征,结果表明:随着淬火温度(8501 050℃)升高,碳化物溶解越多,回火时二次硬化相析出动力越大;在950℃温度(略低于MC型碳化物全固溶温度)淬火时,奥氏体晶界处未溶MC型碳化物可有效抑制原奥氏体晶粒长大,冲击功保持较高水平(107 J);在950℃温度淬火后回火时,随着回火温度(600700℃)升高,M_3C型碳化物不断溶解,M_2C型碳化物逐渐析出,M_7C_3型碳化物在略小于650℃时开始析出,MC型碳化物含量几乎不变,碳化物总量减少约14%;在600℃、625℃和650℃温度回火时冲击断口分别呈准解理、解理和韧性断裂;625℃温度时解理断裂原因可能是在625℃温度回火时M_3C型碳化物向M_2C型碳化物转变过程中发生了晶内强化和晶界弱化、有害元素向晶界偏聚和碳化物粗化。     

高碳铬钼合金钢(Cr18Mo16V)摩擦磨损特性的研究

以航用高碳高铬钼合金钢 (Cr18Mo16V)为研究对象 ,研究了该材质的摩擦摩损特性 ,并研究了其硬质相的产生、组成和相成分。结果表明 ,试验载荷对该材质的摩擦系数影响不大 ,低载荷时磨损机制以犁沟为主 ,磨损失重量微乎其微 ,故在此条件下 ,材料中的硬质相数量可以多些。高载荷时以剥落为主 ,磨损量增大 ,硬质相数量应适当减少。     

脉冲磁场对高速钢刀具材料摩擦磨损性能的影响

研究了脉冲磁场处理对高速钢（HSS）刀具材料W9Mo3Cr4V的摩擦磨损机制。通过进行HSS材料脉冲磁化摩擦试验,对不同的脉冲磁场强度、磁场频率和磁化时间条件下,HSS材料磨损率、摩擦系数以及表面形貌进行了检测。结果表明：脉冲磁场能够使得HSS材料的耐磨性明显提高,摩擦系数降低,且其摩擦表面形貌较平坦;特别是在一定的脉冲磁场参数下,HSS磁化处理效果较好,摩擦系数小且耐磨性好。脉冲磁化处理前后材料微观组织对比分析显示：脉冲磁化处理后,材料内部析出大量弥散碳化物,弥散强化是脉冲磁化处理增强材料耐磨性的主要机理。     

高速钢仿生表面的摩擦磨损特性

应用激光加工技术在W6Mo5Cr4V2高速钢试样表面加工出规则排列的仿生形态,测量光滑试样、凹坑型试样和凸包型试样的表面显微硬度、磨损量和摩擦因数,并观察表面磨损形貌。结果表明:与光滑试样相比,具有仿生形态试样的磨损量减少,摩擦因数降低,其中,凹坑型试样的磨损量最低,凸包型试样的摩擦因数最小。在仿生形态试样的表面观察到划痕,在光滑试样表面观察到黏着、剥落和划痕。仿生单元体的硬度增大,材料表面软硬交替,参与磨损的磨屑由滑动转变为滚动,以及凹坑的容屑作用,有助于改善高速钢仿生表面的耐磨性。     

含磷铸铁干摩擦磨损特性的研究

本文以含磷0.7％灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁为对象,研究了干摩擦磨损条件下速度及载荷对其耐磨性及摩擦系数的影响。载荷0～12.5MPa、速度0～9.94ms~(-1)条件下.增加载荷,含磷铸铁磨耗量增加;摩擦系数则先增加,而后趋于相对稳定值。速度变化时,磨损量呈抛物线关系,而摩擦系数随速度的增加而减小。作为摩阻材料,作者认为:低速低载时宜选用含磷灰铸铁,中高速时则选用蠕墨铸铁。     

钼对金属型铸造高铬铸铁组织和耐磨粒磨损的影响

以高铬铸铁为试验原料,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度试验机和MLD-10动载磨料磨损试验机等研究不同钼含量对高铬铸铁组织及耐磨料磨损性能的影响。结果表明:Mo的加入达到细化晶粒、改变碳化物形状和分布以及提高淬透性的目的;Mo含量不同磨损量也不同;磨损的主要形式为犁沟与凸缘。     

多元微合金化对高铬铸铁凝固组织及冲击磨损性能的影响

通过在2.85C-31Cr合金中加入多元微量合金元素V、Ti、Nb、Mo制备多元铬系合金,研究多元微合金化对高铬铸铁的凝固组织和冲击磨损性能的影响。结果表明:铁液中部分C与强碳化物形成元素结合生成碳化物或合金碳化物;随合金元素加入量的增加,高铬铸铁凝固组织从稍微过共晶转变成共晶、亚共晶组织;相同成分的合金质量损失率随冲击磨损载荷(2.0、2.5、3.0、3.5 J)的增加呈先增加后减小、再增大的变化规律,这与材料在冲击磨损过程中的硬化行为有关;凝固组织中奥氏体数量越多,磨损质量损失率越大,尺寸细小和分布均匀的凝固组织能减小磨损质量损失率;在同一冲击载荷下,共晶成分的合金质量损失率最小,亚共晶成分的质量损失率最大。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦氧化机理研究

使用T11及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,用SEM观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明:摩擦副对Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦磨损性能影响不大;载荷增加,涂层表面的磨痕增宽,摩擦因数与磨损率减小,磨痕处的氧化物和烧结物增多;温度对涂层的摩擦磨损性能影响不大,高温下的“跑合”期比常温下的短;涂层的磨损机理主要是剥层磨损,在高温高载荷的磨损条件下,磨痕处出现氧化物和烧结物,在剥层磨损的同时还存在部分粘着磨损。     

热处理工艺及磨损条件对Cr12钢磨损性能的影响

利用MMS-2B型磨损试验机在不同的摩擦条件下,对不同热处理后的Cr12钢进行摩擦磨损试验,研究磨损条件及热处理工艺对磨损性能的影响,确定磨损条件下的最佳工艺方法。结果表明:Cr12钢在820℃预热1 050℃油淬+520℃二次和三次回火时耐磨性都很好,三次回火比两次回火更好一些,但提高的幅度较小;随着转速和载荷的增大,磨损性能有所下降。     

压裂泵滑履磨损影响因素分析及参数优化

针对压裂泵动力端零件滑履磨损失效问题,以滑履材料为研究对象,研究其磨损规律。以滑履材料高力铜和导轨材料渗碳钢为摩擦副,基于压裂泵不同实际工况,架构摩擦磨损试验机试验平台,开展滑履摩擦磨损试验,溯源载荷、往复频率和温度参数对摩擦因数与磨损量的影响;构建润滑油温升模型,计算分析间隙、流量对润滑冷却的影响程度及其参数优化与仿真分析。结果表明:不同条件映射不同摩擦因数和磨损量,相比于载荷和频率的作用,温度对摩擦因数和磨损量的影响更大;当润滑冷却参数滑履与导板间隙取0.3～0.5 mm、润滑油供油流量为2.2 L/min时最优。     

12Cr1MoV合金在热腐蚀环境下的压缩蠕变行为研究

为从本质上揭示高温碱金属盐与载荷混合作用环境下合金的腐蚀机理、蠕变变形机理和组织变化,利用微观形貌检测及产物成分分析法,研究高温碱金属氯盐环境下12Cr1Mo V合金在不同外加载荷和反应时间下的压缩蠕变行为。结果表明:压应力对12Cr1Mo V的热腐蚀有促进作用;随载荷的增大,截面腐蚀层厚度增加,产物更加疏松多孔且更易脱落;同时,晶界上析出的M23C6呈不连续状粗化分布,成为弱化基体抗压强度的重要因素之一;碱金属氯盐在高温环境中以沿晶侵蚀为主,并对部分铁素体和球化现象较严重的珠光体晶粒结构造成破坏;在压缩载荷长时间的作用下,晶界裂纹沿加载应力方向扩展产生层断裂现象;而被侵蚀的晶粒易引发应力集中并扩大断层裂纹的间隙,进而加速材料内部的蠕变变形。     

基于统计方法的高速钢凸包型仿生表面磨损量建模

采用激光技术在W6Mo5Cr4V2高速钢试件表面加工出凸包型仿生单元。选取凸包的直径、间距和高度作为仿生单元参数,应用Box-Behnken中心组合试验设计方法,设计并进行高速钢仿生表面的摩擦磨损试验,通过回归分析,建立高速钢仿生表面磨损量与仿生单元参数之间的二阶数学模型。分别应用F检验法和相关系数检验法,验证磨损量数学模型显著。磨损量模型的预测精度分析和磨损试验表明,建立的数学模型能够描述磨损量与仿生单元参数之间的关系。通过方差分析,得到高速钢凸包型仿生单元参数对仿生表面磨损量的影响程度依次为间距、高度和直径。     

热处理及变质处理对含铬铸钢组织性能的影响

利用动载磨损试验机对经过不同处理的铬铸钢试样进行磨损试验,研究变质处理、热处理或者二者共同作用对含铬铸钢磨损性能及组织的影响。实验结果表明:含Cr钢铸态组织未经过变质时,在铸态组织中容易产生网状碳化物,即使在经过热处理也无法全部断开网状组织;而经0.25%稀土硅变质后再经960℃×4h正火,其耐磨性提高了66%。其主要原因在于稀土变质及热处理使含铬铸钢铸态组织中连续网状的共晶碳化物转变为断续状的小块状碳化物所致。     

系列中锰铸钢的动载磨料磨损性能研究

通过 4种系列中锰铸钢的动载磨料磨损试验 ,证实了应变诱发 α'- M的强化机制 ;探讨了耐磨性、α'- M含量、表面硬度 (HRC)与冲击载荷的关系 ;综合分析了中锰铸钢最佳耐磨性、马氏体与硬度的饱和值、磨损机理之间的关系 ,得到了工程应用中锰铸钢的有关结论     

Mg微合金化对4Cr3MoSiV模具钢热疲劳性能的影响

研究微量Mg对4Cr3Mo Si V模具钢热疲劳性能的影响。Mg具有抑制Mo、V和Cr等碳化物形成元素在晶界析出的作用,使基体析出细小均匀分布的碳化物颗粒,提高材料抗疲劳软化能力,阻碍热疲劳裂纹的萌生和扩展。但过量的Mg也促进碳化物颗粒长大,软化基体,加速热疲劳裂纹的扩展。试验表明:当Mg添加质量分数为0.001 4%时,碳化物颗粒细小无明显长大,对热疲劳寿命有利;但当Mg添加质量分数达到0.002 8%时,碳化物颗粒出现明显聚集长大的现象,基体软化严重,对热疲劳寿命不利。     

40Cr钢化学镀Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的耐磨性能

为改善40Cr钢的耐磨性,采用化学镀工艺在40Cr钢表面制备Ni-W-P/PTFE自润滑镀层.研究PTFE乳液含量对镀层中PTFE微粒含量及镀层厚度、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性的影响,分析了40Cr钢和镀层的磨损机制.结果表明:随PTFE乳液质量浓度从15 g/L增至75 g/L,镀层中PTFE微粒的质量分数从1.92％升至3.88％,镀层厚度和表面粗糙度相差不大,显微硬度总体下降,耐磨性改善.随PTFE乳液质量浓度从75 g/L增至105 g/L,镀层中PTFE微粒含量下降,镀层表面平整度变差,显微硬度降低,耐磨性下降.40Cr钢的磨损机制主要为磨粒磨损、轻度黏着磨损和较严重氧化磨损,而Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的磨损机制主要为磨粒磨损和轻度氧化磨损.PTFE乳液质量浓度为75 g/L制备的Ni-W-P/PTFE自润滑镀层耐磨性优于其它Ni-W-P/PTFE自润滑镀层,可有效改善40Cr钢的耐磨性.     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。     

超音速火焰喷涂合成TiC-Ni涂层摩擦磨损性能分析

以Ti,Ni和C为原料利用HVOF合成技术制备TiC-Ni涂层,对所制备的涂层进行滑动磨损试验,并利用扫描电镜观察涂层磨损失效形式。结果表明,粉末组成中Ni含量对涂层的滑动磨损性能影响较大,Ni含量较低时随Ni含量的升高磨损失质量降低,Ni含量过高时,涂层磨损失重反而升高。工艺参数中,氧气流量和燃气流量对涂层磨损性能的影响呈不同的变化规律,适中的氧气流量、燃气流量条件下制备的涂层磨损率较低。涂层滑动磨损失效主要有粘结相的优先犁削和碳化物剥落。失效过程中碳化物颗粒的剥落对涂层磨损起关键作用,涂层中的粘结相、氧化物和孔隙对疲劳裂纹的扩展有很大的影响。     

35Cr3Mo3W2V钢热处理及高温脆性研究

35Cr3Mo3W2V钢是一种含有较多碳化物形成元素的热作模具钢。该钢经高温奥氏体化淬火、530～560℃回火后,出现二次硬化现象。62D～650℃回火钢在600～650℃进行高温短时拉伸和高温冲击试验时,塑性、韧性降低,有高温脆化现象发生。经透射电子显微组织分析和扫描电子显微断口分析,发现这种现象是和在此温度范围内组织中碳化物类型转变、碳化物分布特点和杂质元素在晶界上偏析有关。700℃回火,基体开始回复,碳化物质点长大,硬度、强度降低,塑性、韧性升高。