钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层在航空煤油环境中的摩擦学行为(英文)

为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面制备Mo合金化层。分析合金化层的表面形貌和微观结构,测试合金化层的显微硬度和元素沿层深的分布,对比研究钛合金基体、渗Mo合金化层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨渗Mo合金化层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:经表面抛光处理后,钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层不仅显著降低了钛合金的摩擦因数,而且有效增强了摩擦配副的耐磨性。渗Mo合金化层的摩擦性能优于5CrMnMo工具钢。实验还发现铜合金配副的磨损体积损失与Mo合金化层的表面粗糙度成正比,这主要是由合金化层与配副表面之间微凸体的磨粒磨损作用决定的。     

活性屏与工件的距离对40Cr钢活性屏离子渗氮行为的影响

为提高40Cr钢的抗磨及耐蚀性能,用304不锈钢冲孔板制成的活性屏对40Cr钢进行离子渗氮(ASPN)处理,研究了活性屏与工件的距离对渗层组织结构和性能的影响,并与普通直流离子渗氮(DCPN)进行了比较。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、辉光放电光谱仪(GDOES)、显微硬度计、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对渗层组织、相成分、硬度、耐磨及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:经不锈钢活性屏离子渗氮处理后,试样表面得到了致密均匀的渗氮层,渗层主要由ε-Fe2-3N、γ′-Fe4N和CrN相组成,且随着试样与活性屏距离从10mm、20mm增加到30mm,对应的渗层厚度从6μm、4.7μm减小到3.5μm。经氮化处理后,40Cr钢的耐磨性和耐腐蚀性都有显著的提高,ASPN处理后试样的耐腐蚀性较DCPN有明显的提高。     

H13钢表面电火花沉积钼涂层的摩擦磨损特性研究

在H13钢表面电火花沉积钼合金涂层,研究了其组织结构及摩擦磨损特性。结果表明,钼合金涂层由白亮层、扩散层和热影响区组成;钼元素与基体元素相互扩散形成冶金结合;合金层的显微硬度(约为1482HK0.025)较H13钢(280HK0.025)提高5倍左右;电火花沉积Mo合金层后摩擦系数明显降低,磨损质量损失仅为基材的1/7,抗磨性能显著提高。     

采用双辉等离子表面冶金技术在金刚石厚膜表面制备钽涂层的性能

采用双辉等离子表面冶金技术在机械抛光后的金刚石厚膜表面制备钽涂层,研究了涂层的表面及截面形貌、微区成分、物相组成及结合性能。结果表明:制备得到的钽涂层连续、均匀,由钽金属层与界面处的化合物层组成,厚度约1.7μm,组织为柱状晶;金刚石厚膜与钽涂层的界面处存在厚度约为1.1μm的钽与碳元素呈梯度分布的扩散区,且生成了TaC和Ta2C两种化合物;钽原子填充了金刚石厚膜抛光产生的磨痕,其表面粗糙度由128nm降低为57nm;钽涂层的塑性以及与金刚石厚膜的结合性能良好。     

表面渗铝改性镁合金的轧制组织性能

引入"固态扩渗+轧制"一种新的表面改性方式,在研究镁合金薄板表面改性方法及工艺的基础上,采用固态扩渗的方法对AZ31镁合金薄板进行表面渗铝改性处理获得Al/AZ31镁基复合材料;借助有限元软件LS-DYNA模拟其冷轧过程,获得最优轧制工艺条件并进行轧制试验,通过XRD、SEM、金相显微镜、布氏硬度测量计、往复式摩擦磨损试验机和CorrTest腐蚀电化学测试系统检测材料表面的组织性能。结果表明:Al/AZ31镁基复合材料轧制变形后表面形变强化使表面组织晶粒更加细小、均匀,同时产生新的物相MgAl2O4,使其耐磨耐腐蚀性得到改善,表面布氏硬度从HB61.4提高到HB63.5,摩擦因数由0.52提高为0.60,表面摩擦磨损质量损失从0.33mg减小到0.26mg;表面耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位从-1.49V提高为-1.38V,自腐蚀电流密度从6.2×10-3 mA/cm2降为7.0×10-4 mA/cm2。采用"固态扩渗+轧制"的方法获得的Al/AZ31镁基复合材料的耐磨性有所改善,耐腐蚀性能显著提高。     

碳-氮共渗对20碳钢飞灰磨损性能影响的试验研究

主要研究20碳钢表面经过碳-氮共渗热处理后在250℃~500℃的温度范围内受飞灰磨损的规律。试验结果表明,经过表面碳-氮共渗热处理后的20碳钢在试验温度范围内,仍然具有未处理时的热态磨损规律,即随温度的升高,相对磨损量先减小而后增大,临界温度为331℃。20碳钢经C-N共渗后相对磨损量减小一倍左右。     

316L不锈钢等离子渗钛-热氧化制备TiO2膜及性能

为了提高316L不锈钢的表面性能,以满足其在医用环境下服役的要求,利用等离子表面合金化和真空热氧化复合处理技术,在316L不锈钢表面制备TiO₂薄膜。借助金相显微、辉光放电发射谱（GDOED）、x-射线光电子谱（XPS）和x-射线衍射（XRD）分析薄膜的组织结构,以蒸馏水为对象进行光诱导超亲水性试验,用球-盘磨损试验对比测试薄膜与基体的摩擦学性能。结果表明：薄膜均匀致密,Ti、O元素沿层深呈梯度分布,具有锐钛矿型TiO₂结构; 薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30 min内接触角降为8.5°; 在7.6 N负荷下,薄膜与Al₂O₃陶瓷球对磨时的摩擦系数为0.30~0.40,磨损率仅为1.14×10^-4 mm³·N^-1·m^-1,复合处理后薄膜耐磨减摩性能指标明显优于不锈钢基材.     

离子渗钨钼锯条性能的研究

依照BS1919-1983标准测试了离子渗钨钼手用锯条和高速钢双金属手用锯条的切削性能,结果表明,两者的切削总时间基本相同。而耐磨性前者比后者有较大提高,并对两种锯条的组织进行了分析研究。     

TC4钛合金在慢速率形变下的银脆行为

利用慢应变速率拉伸试验（ＳＳＲＴ）并结合断口分析，研究了镀银方式、镍阻挡层、表面压应力和温度等因素对ＴＣ４钛合金固态银致脆（ＳＳＩＥ）行为的影响，并对ＳＳＩＥ机制进行了理论分析。结果表明，在２８×１０－６·ｓ－１慢速率提伸条件下，ＴＣ４于３５０℃以上表现出较显著的ＳＳＩＥ敏感性，ＳＳＩＥ下限温度约为２８０℃。银与ＴＣ４表面紧密结合是产生ＳＳＩＥ的必要条件。电镀（ＥＰ）银可引起ＴＣ４氢脆（ＨＥ）和ＳＳＩＥ双重破坏作用。镍阻挡层对ＴＣ４的ＳＳＩＥ裂纹萌生有一定抑制作用。ＴＣ４合金ＳＳＩＥ过程速率由银在裂纹表面自扩散速率与裂尖氧化膜破裂速率的相对大小决定。     

Fracture behavior of CrN coatings under indentation and dynamic cycle impact

Fracture behavior of CrN coatings deposited on the surface of silicon and AISI52100 steel by different energy ion beam assisted magnetron sputtering technique (IBAMS) was studied using indentation and dynamic cycle impact. It is found that, for the coatings on silicon substrate, the cracks form in the indentation corners and then propagate outward under Vickers indentation. The coating prepared using ion assisted energy of 800 eV shows the highest fracture resistance due to its compact structure. Under Rockwell indentation, only finer radial cracks are found in the CrN coating on AISI 52100 steel without ion assisting while in the condition of ion assisting energy of 800 eV, radial, lateral cracks and spalling appear in the vicinity of indentation. The fracture of CrN coatings under dynamic cycle impact is similar to fatigue. The impact fracture resistance of CrN coatings increases with the increase of ion assisting energy.