TC11合金表面MLG/Fe2O3纳米颗粒摩擦层的稳定性

使用MPX-2000型摩擦磨损实验机对TC11合金在不同载荷和纳米润滑材料条件下进行摩擦磨损实验。使用SEM、EDS、XRD等手段对其磨损表面和剖面的形貌、成分、结构进行了对比观察和分析。结果表明:将不同种类的纳米材料添加到摩擦副的滑动界面,在TC11合金磨损表面均能形成纳米颗粒摩擦层,摩擦层的稳定性取决于其组成和各组分的含量。只含MLG的摩擦层因承载能力差而具有较低的稳定性,极易破坏。只含Fe2O3的摩擦层在低载时稳定性较高,能减少磨损但是不能降低摩擦。同时含MLG和Fe2O3的双层摩擦层兼具良好的润滑性和承载能力,稳定性强,使TC11合金的摩擦磨损性能显著提高。添加富Fe2O3纳米复合材料的双层MLG/Fe2O3纳米颗粒摩擦层具有更高的稳定性,能更有效地提高钛合金的摩擦学性能。     

滚子链链板疲劳裂纹的萌生及扩展

通过对带孔试件疲劳过程的动态观察，得到疲劳裂纹的萌生寿命及扩展速率；采用有限元法计算出在不同载荷及不同裂纹长度下带孔试件和标准链板（２４Ａ）的裂纹尖端应力强度因子幅值△Ｋ。从而，可以根据Ｐａｒｉｓ公式ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（△Ｋ）￣ｎ得出滚子链链板疲劳裂纹的萌生及扩展规律。     

V/C对铸造热作模具钢热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验方法,研究了不同V/C对铸造热作模具钢热疲劳性能的影响,并对比研究了铸造热作模具钢和H13钢的热疲劳性能。结果表明,铸造热作模具钢的热疲劳属高周热疲劳,其热疲劳性能取决于钢的热强性和热稳定性。随着V/C增加,热疲劳抗力先增后减,当V/C比为3.0时,组织中析出了细小弥散的VC,改善了钢的热强性和热稳定性,热疲劳抗力最高。铸造热作模具钢的热疲劳性能明显高于H13钢。     

铸钢表面复合涂层的微观组织分析

通过铸造反应合成技术在铸钢表面形成Tic／Ni3Al复合涂层，采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了复合涂层及界面的微观组织形貌。结果表明：TiC含量明显影响表面复合涂层及界面微观形貌。复合涂层的微观组织为1～3μm的TiC颗粒呈球形镶嵌在Ni3Al基体上，随着TiC含量的提高，颗粒尺寸略有长大、分布更均匀、涂层更致密，且涂层与钢基体界面为良好的冶金结合。在TiC含量〈25％时，表面复合涂层组织不致密，涂层与钢基体界面处存在较多的裂纹和孔洞。     

热爆反应制备原位颗粒增强镁基复合材料

采用Mg-TiO2-B2O3体系热爆方法制备了原位颗粒增强镁基复合材料，并对材料进行了热力学、DTA、XRD和SEM分析。结果表明：在Mg-TiO2-B2O3体系中镁的加入量小于70％（质量分数）的情况下，体系的热爆反应可以在镁液的冶炼温度自发进行，同时可原位合成MgO和TiB2颗粒。5％Mg-TiO2-B2O3体系制备的镁基复合材料的抗拉强度和布氏硬度分别比基体提高了约26％和32％。     

Ti-C-Al-Ni系热爆复合产物TiC/NiAl的组织形态研究

采用DSC、XRD、SEM研究了Ti-C-Al-Ni系热爆复合产物TiC/NiAl的合成过程及其微观组织和结构.结果表明在Ti-C-Al-Ni体系中Al、Ni间发生固态反应生成NiAl,所放出的热量引发Ti、C间反应生成TiC;Al-Ni明显降低Ti-C热爆反应起始温度.当体系中Ti-C含量较少(≤15%,质量分数,下同)时,TiC和NiAl均为圆球状;随着Ti、C含量的增加,NiAl发生溶化,TiC趋于不规则形状;当Ti-C含量达50%左右,TiC颗粒镶嵌在熔融后凝固的NiAl基体上,形成较致密的金属间化合物基复合材料;Ti-C含量进一步增加,TiC颗粒变得粗大,少量NiAl覆盖于其上.     

钛合金与钢的干滑动磨损行为对比

采用高温磨损试验机对TC11合金和H13钢进行了各种温度和载荷下的磨损试验,对比研究了它们的磨损行为。研究发现,随温度和载荷的变化,TC11合金和H13钢表现出完全不同的磨损行为。随着温度升高,TC11合金的磨损率在200℃时增加,然后大幅度降低,在400~600℃达到最低值。而H13钢的磨损率先降低,在200℃达到最低值,随后显著增加,在400~600℃出现从轻微至严重磨损的转变。其行为差异是由于氧化物的保护作用和两种材料热软化抗力的不同而引起的。     

Cr-Mo-V铸钢摩擦磨损过程中亚表层组织结构的变化研究

采用销盘式高温磨损试验机对铸钢销试样进行干摩擦滑动磨损试验,并分别利用TEM、XRD、SEM对试样磨面不同深度层进行微观组织分析.探讨了不同磨损条件下,销试样磨损面试验前后显微硬度及组织形貌的变化.结果表明,不同回火组织的试样试验前后微观组织摩擦后沿纵切面均发生了较大变化,形成了强烈的塑性变形区以及再结晶的等轴晶粒层.材料宏观磨损性能是加工硬化和高温软化作用的综合结果,这两种作用受到原始组织以及磨损条件的影响.     

TiC/Al3Ti表面复合涂层的冶金合成

采用铸造反应合成技术在钢铁表面合成TiC/Al3Ti金属间化合物基复合材料涂层。研究了涂层的物相、组织和界面形貌,测试了涂层的硬度分布并对涂层的形成机理进行探讨。结果表明:在熔融铁液作用下,Al-Ti-C体系反应完全,制备出TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合涂层。TiC颗粒均匀地镶嵌在Al3Ti基体上,涂层致密。当TiC含量较少时,TiC呈条状;随着TiC含量的增加,TiC尺寸逐渐减小,且由长条状向粒状转化。涂层与铁基体界面为良好的冶金结合,从涂层到界面处Al、Ti、Fe、C元素呈梯度变化。涂层的硬度明显高于基体,且随着涂层中TiC含量的增加略有提高。     

热锻模具钢的耐磨性及磨损机理研究

采用销盘式高温摩擦磨损实验机,针对一种新型铸钢、H13和H21钢在25-400℃下进行磨损试验,对比研究各种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制.研究表明:室温下H21钢由于具有较多的未溶碳化物,比H13钢和铸钢具有高的耐磨性;在200-300℃下铸钢和H13钢随载荷的增加一直具有较低的磨损率和增长率,而H21钢当载荷达到200 N时磨损率忽然升高;在400℃下铸钢具有持续低的磨损率,明显低于H21和H13钢.可见,新型铸钢具有比常用热锻模具钢显著高的高温耐磨性.