蠕墨铸铁在铁道车辆制动系统中的应用研究

在分析车辆制动器摩擦温度场的基础上 ,研究蠕墨铸铁在铁道车辆制动系统中的使用性能 ;研究结果表明 ,在车辆制动器服役条件下 ,摩擦速度与接触压力的提高 ,摩擦副的摩擦系数显著降低 ,磨损率显著增加 ;在所研究的不同石墨形态的铸铁中 ,蠕墨铸铁不但具有低而稳定的磨损率 ,而且具有高而稳定的制动性能 ,是制造车辆制动器部件的合理选材。     

热型连铸过程的一维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理，建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型。通过数值计算，得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数对铸坯固液界面位置的影响。计算结果与试验结果吻合。     

制造误差的灰自助动态预报

综合考虑灰色系统理论和Bootstrap统计理论的信息预报特点,建立制造误差的灰自助动态预报模型GBM(1,1),以解决信息预报中存在的一些问题。GBM(1,1) 在灰微分建模时进行Bootstrap再抽样,更多地挖掘系统信息,从而更准确地预报系统真值及其分布区间的瞬态变化状况。在计算机仿真中,研究了各种随机误差系统例如正态分布、瑞利分布、均匀分布、三角分布以及混合分布等系统的预报问题,也涉及到一些系统误差例如上升趋势、下降趋势和周期趋势等误差的预报问题。在实际试验中,研究了滚动轴承套圈磨削圆度误差的预报问题。计算机仿真和试验研究表明,GBM(1,1)允许小的数据样本以及各种类型的随机误差与系统误差存在,预报的准确率可以达到95%以上。     

消失模铸渗复合层的组织和干滑动磨损性能研究

采用消失模铸渗技术浇注试样,利用扫描电镜及显微硬度仪分析研究了渗层的组织和硬度分布,在MM200磨损试验机上研究了铸渗复合层的磨损性能.研究结果表明:钨、铬碳化物以鱼骨状、菊花状和板条状交织分布在基体中,渗层硬度从表面到内部呈先升后降的趋势,且在距表面渗层2 mm处硬度达到最大值;铸渗复合层的抗磨损能力比普通ZG50提高3～5倍.     

锯对中铬铸铁组织与机械性能影响规律的研究

本文研究了炉前加铝孕育处理对中铬铸铁组织与机械性能影响的规律。结果表明,在中铬铸铁中加入适量铝进行炉前孕育处理,显著提高其凝固速度,导致共晶碳化物细化,较大幅度地提高其机械性能。     

Fe-V-Cr-Mo合金轧辊显微组织及磨损性能研究

对比高铬铸铁轧辊,利用自制的模拟轧辊磨损试验机,研究了不同碳含量的Fe-V-Cr-Mo合金轧辊的磨损性能.结果表明合金轧辊的耐磨性为高铬铸铁轧辊的1.15～5.93倍.随碳含量升高,Fe-V-Cr-Mo合金轧辊中VC的形态由杆状逐渐转变为球状、开花状,基体由铁素体逐渐转变为板条马氏体、片状马氏体和残余奥氏体的复合组织.球状VC及板条马氏体基体有助于耐磨性提高,而大尺寸的开花状VC及低硬度铁素体或高硬度脆性大的片状马氏体基体对耐磨性不利.碳含量约为2.58%时,合金轧辊组织主要由近球状的VC及板条马氏体基体组成,硬度适中,可以同时有效的抵御轧制过程中的显微切削及疲劳磨损,耐磨性最佳,碳含量的过高或过低均导致轧辊耐磨性下降.     

碳含量对高钒高速钢冲击磨损性能的影响

在含钒量约为10%的条件下,利用自行研制的WM-1型冲击磨损试验机研究碳含量在1.76%～3.65%范围内变化对高钒高速钢冲击磨损性能的影响.结果表明:含碳量低于2.3%,高钒高速钢的基体为铁素体,磨损机理主要是冲刷和塑性变形,耐磨性很差.含碳量达到2.3%后,基体以马氏体为主,耐磨性比低碳的高钒高速钢大幅提高.当碳含量达到3.0%时,耐磨性达到峰值.继续提高碳含量,晶界处以铬钼为主碳化物的量增加,冲击过程中裂纹在该处萌生,产生剥落现象,造成耐磨性下降.     

含磷蠕墨铸铁干摩擦表面的温度特性

本文在自制的销／盘式干摩擦磨损试验机上，采用热电偶测量了不同工况条件下，不同成分及组织含磷蠕墨铸铁／钢摩擦副中蠕墨铸铁的温度场，系统地研究了含磷蠕墨铸的干摩擦表面温度的特性及影响因素。     

磷在蠕铁干摩擦磨损中的作用

借助扫描电镜和表面形貌仪,探讨了磷在蠕铁干摩擦磨损中的作用机理。结果表明,在试验条件下以磷共晶形式存在于蠕铁中的磷,能够在摩擦表面形成富磷的塑性流变层,从而改善了摩擦表面的性质,使含磷蠕铁的摩擦磨损性能提高。     

减摩耐磨多层膜设计及研究进展

涂层作为一种有效的表面改性技术,具有材料选择范围广、性能可调节性好的优点,适用于多种工况和结构要求,在零部件的减摩耐磨中得到了广泛的应用。传统的单一涂层分为减摩涂层和耐磨涂层两类。前者采用类石墨层状结构润滑材料制备,用于减小摩擦副的摩擦系数,但磨损率较高;后者则采用陶瓷等高硬材料制备,用于抵抗磨损、保护基体材料,但摩擦系数较大。这两种涂层在使用中都不能同时发挥减摩、耐磨的作用。随着机械、航天等领域的不断发展,在不能采用传统油润滑的特殊环境中,传统涂层无法同时满足零部件之间较小的摩擦系数和较低的磨损率的要求。而多层膜结合选材和层状结构设计,兼具减摩、耐磨作用,其相关研究为解决材料摩擦学性能不足这一关键问题提供了可能。构筑多层膜的基本原理是采用磁控溅射等手段,在基体材料上制备软硬交替分布的层状结构涂层,单层厚度在微米和纳米级之间。其摩擦学性能取决于自身的结构参数和制备工艺参数,二者通过改变多层膜的结晶状态、力学性能进而影响其摩擦学性能。如何优化结构、工艺参数以获得最佳的减摩耐磨性能是目前亟待解决的主要问题,相关研究集中在三个方面:一是控制多层膜的晶粒生长和晶体择优取向;二是提高多层膜的韧性;三是降低多层膜的残余应力。通过优化结构、工艺参数,控制制备过程中的不良因素,强化有利因素,多层膜的摩擦学性能得到了进一步提升。研究表明,调整多层膜中的单层膜厚度可以实现内部材料结晶状态的演变及抑制晶体取向的转变。另外,多层膜层状结构产生的大量界面可以在涂层受载产生裂纹时吸收能量,抑制或偏转裂纹扩展,因此可以通过引入高质量层间界面优化其韧性。多层膜制备过程中产生的残余应力随溅射过程逐渐累积,降低基片偏压是控制残余应力的有效手段;多层膜的层状结构可以打断残余应力的累积,也能从时间效应上控制残余应力。从研究成果来看,影响多层膜摩擦学性能的因素存在最佳值。从实验数据来看,大气环境中干摩擦磨损率可以降至3×10-10mm3/(N·m),并且摩擦系数始终稳定在0.1左右。本文归纳了多层膜的研究现状,主要从设计原则(包括影响因素和控制方法)、性能表征和检测手段、近期研究成果三个方面进行阐述和分析。指出目前多层膜研究中面临的问题,并对未来的研究方向进行展望,以期为相关学者提供参考。