增强颗粒对镁基复合材料磨损性能的影响(英文)

研究增强颗粒Mg2Si对镁基复合材料摩擦磨损性能的影响,讨论Si加入量、载荷和滑动速度对Mg2Si/AM60镁基复合材料磨损性能的影响。结果表明,向镁合金中加入合金元素Si,可原位生成增强颗粒Mg2Si,增强颗粒Mg2Si可明显提高AM60镁合金的磨损性能。随着载荷和滑动速度的增加,AM60镁合金和Mg2Si/AM60镁基复合材料的磨损量都增大。AM60镁合金的磨损机制为粘着磨损。随着载荷的增大,Mg2Si/AM60镁基复合材料的磨损由磨粒磨损向粘着磨损转变。     

含稀土镁合金的摩擦磨损性能

研究稀土对AZ91和AM60镁合金摩擦磨损性能的影响。结果表明:在所研究的范围内,稀土镁合金的摩擦磨损特性明显优于基体合金;含稀土镁合金与不含稀土镁合金的磨损速率都随载荷的增加而增加,AZ91镁合金的耐磨性要远远高于AM60稀土镁合金。磨损机制在实验条件下都相同,均发生由轻微磨损向严重磨损的转变;稀土的加入细化合金组织,改善镁合金的综合性能,增强磨损表面氧化膜的稳定性,提高稀土镁合金的承载能力,有效地延迟由轻微磨损向严重磨损的转变过程。     

AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究

研究了AS41耐热镁合金在室温和200℃时的显微组织、力学和摩擦学性能,探讨了其在高温的摩擦学机制。研究表明:AS41镁合金主要由基体(α-Mg相)和第二相(Mg17Al12、Mg2Si和MgO相)组成,在200℃时除伸长率有所增加外,抗拉强度和屈服强度均较室温时显著下降。AS41镁合金的摩擦因数随载荷增大而减小,滑行速度和滑行距离对摩擦因数影响不大;磨损率随着载荷和滑行距离的增加而增大,但随滑行速度的增加而减小;AS41镁合金在200℃的摩擦学性能优于其室温的。随着载荷变化,磨损机制发生变化;低载荷时表现为氧化磨损和磨粒磨损;中等载荷时表现为磨粒磨损和轻微剥层磨损;较高载荷时表现为剥层磨损。     

Si对原位自生镁基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用原位法制备Mg2Si/AM60复合材料,研究了不同质量分数的Si粉对Mg2Si/AM60复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,Si质量分数增加,复合材料硬度增加,其磨损量随之减小,磨损性能得到显著加强。外加载荷增大,复合材料磨损量持续增加。与基体AM60相比,Mg2Si/AM60复合材料有效推迟微量磨损向严重磨损转变的时间。     

稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金组织及耐磨性能的影响

本文系统地研究了稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究表明,稀土Ce在熔炼过程中起到脱氧、脱硫、除氢和除杂的作用,可以净化合金基体,使晶粒尺寸显著细化。摩擦磨损实验表明,稀土Ce能明显改善材料的摩擦磨损性能,添加0.2wt%Ce时,较无Ce的合金磨损量减小了25%。添加0.2wt%Ce后,合金的主要磨损形式从严重的黏着磨损转变为磨粒磨损。结合两种摩擦磨损模型对合金的磨损机理进行了深入分析,添加稀土Ce前后合金的磨损机制发生变化的主要原因是Ce的去除杂质、细化晶粒的作用,使合金本身的表面强度、极限变形值增大。     

Sr变质对ADC12合金摩擦磨损性能的影响

利用MMD-1型销盘式磨损试验机,采用OM、SEM和EDS研究不同负载对Sr变质ADC12合金的摩擦磨损性能的影响,并探究其与合金显微组织及力学性能的关系。结果表明:当添加0.05%Sr(质量分数)时,合金显微组织中共晶Si相以颗粒状或纤维状均匀分布在晶界,富铁相则呈短棒状,此时合金力学性能最佳,且同一负载下其磨损量和摩擦因数均最低。当负载为100N时,因受到严重挤压变形,合金表面氧化膜发生破坏;基体合金以塑性屈服和严重剥层磨损为主要磨损机理;而当Sr添加量为0.05%时,合金的磨损程度最低,以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机理,其摩擦磨损性能最优异。     

添加CeO_2对MoS_2基复合涂层摩擦学性能的影响

针对MoS_2基复合涂层耐磨性差和承载能力低的问题,以不同含量(质量分数)的CeO_2作为添加剂,采用喷涂法在GCr15钢表面制备MoS_2基复合涂层。利用摩擦磨损试验机和划痕仪分别研究涂层摩擦磨损性能和结合强度,并借助金相显微镜对涂层磨损形貌进行表征。结果表明:添加适量CeO_2可以改善涂层的摩擦磨损性能,其最佳含量为2%,此时摩擦因数和磨损量均最小,分别为0.232和0.011 3 mm~3;同时结合强度从22 N提高到28.29 N。涂层磨损量随载荷的增大而增大;而载荷小于8 N时,涂层的摩擦因数随载荷的增大而减小,当载荷大于8 N时,摩擦因数又有回升趋势。添加稀土后涂层的承载能力有明显提高。未添加稀土时,涂层产生严重剥离,并发生磨粒磨损;添加2%CeO_2后,涂层发生轻微磨粒磨损,耐磨性得到显著提高。     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

少量添加稀土元素Nd和Er对挤压态Mg-6.0Zn-0.5Mn镁合金干摩擦磨损性能的影响

利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电镜、硬度计、3D轮廓仪和UMT-3型摩擦磨损试验机研究了复合添加微量Nd和Er元素对Mg-6.0Zn-0.5Mn干摩擦磨损性能的影响。结果表明，添加微量Nd和Er元素后，晶界处种类和数量更多的金属间化合物会阻碍晶界的迁移和滑移，基体中动态析出的β_1^"相密度增大且平均长度减小，更多的动态析出相以及弥散分布的金属间化合物提高了使基体的硬度，降低了磨损量。Mg-6.0Zn-0.5Mn合金在5N低载荷下的磨损机制以磨粒磨损为主，并伴有氧化磨损；当载荷增大至20N，磨粒磨损明显减弱，氧化磨损程度增大。复合添加微量Nd和Er后，Mg-6.0Zn-0.5Mn-0.6Nd-0.3Er合金在低载荷下（5N）的磨损机制以磨粒磨损为主，伴有氧化磨损和黏附磨损；由于耐磨性提高，当载荷增大至20N，磨损机制仍以磨粒磨损为主，黏附磨损程度有所减弱，并伴有氧化磨损。     

稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金组织及耐磨性能的影响（英文）

研究了稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究表明,稀土Ce在熔炼过程中起到脱氧、脱硫、除氢和除杂的作用,可以净化合金基体,使晶粒尺寸显著细化。摩擦磨损实验表明,稀土Ce能明显改善材料的摩擦磨损性能,添加0.2%Ce (质量分数)时,较无Ce的合金磨损量减小了25%。添加0.2%Ce后,合金的主要磨损形式从严重的黏着磨损转变为磨粒磨损。结合2种摩擦磨损模型对合金的磨损机理进行了深入分析,添加稀土Ce前后合金的磨损机制发生变化的主要原因是稀土Ce能去除杂质、细化晶粒的作用,使合金本身的表面强度、极限变形值增大。     

耐磨材料与使用工况关系研究

研究比较了高锰钢，马氏体球铁和中碳马氏体钢在二体静载和三体动载条件下的磨损特性，从而找出耐磨材料与使用工况关系。结果表明，在静载条件下，马氏体球铁耐磨性最好；在非强烈冲击条件下，中碳马氏体钢耐磨性最好；在强烈冲击条件下，高锰钢耐磨性最好。     

硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料的干摩擦磨损行为(英文)

研究搅拌铸造工艺制备的硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损性能。复合材料的体积分数为2%,根据增强体种类,材料分别记为:Al基体、Mg2B2O5w/6061Al、ZnO/Mg2B2O5w/6061Al和CuO/Mg2B2O5w/6061Al;讨论磨损速率和摩擦因数之间的关系。结果表明:在4种材料中,ZnO/Mg2B2O5w/6061Al复合材料的磨损率最低。随着载荷和滑动速度的增大,基体和复合材料的摩擦因数和磨损率降低,摩擦磨损机制由轻微磨损机制转向严重磨损机制。     

扭动微动磨损的研究进展和现状

扭动微动磨损是微动磨损的一种,文中介绍了国内外扭动微动磨损的研究进展及成果,综述了典型金属材料、高分子材料和天然软骨的扭动微动磨损的研究结果,包括扭动微动的摩擦运行行为、材料响应行为、界面的摩擦化学行为、损伤物理模型和演变规律等,对于不同种类材料在部分滑移区、混合区、滑移区的损伤规律进行了系统的总结,发现了扭动微动运行区域特性具有与其它模式的微动磨损不同的特点等一系列现象,并探讨了其今后的可能的发展方向和研究重点。     

Wear and wear mechanism simulation of heavy-duty engine intake valve and seat inserts

A silicon-chromium alloy frequently used for heavy-duty diesel engine intake valves was tested against eight different insert materials with a valve seat wear simulator. Wear resistance of these combinations was ranked. For each test, the valve seat temperature was controlled at approximately 510 °C, the number of cycles was 864,000 (or 24 h), and the test load was 17,640 N. The combination of the silicon-chromium valve against a cast iron insert produced the least valve seat wear, whereas a cobalt-base alloy insert produced the highest valve seat wear. In the overall valve seat recession ranking, however, the combination of the silicon-chromium valve and an iron-base chromium-nickel alloy insert had the least total seat recession, whereas the silicon-chromium valve against cobalt-base alloy, cast iron, and nickel-base alloy inserts had significant seat recession. Hardness and microstructure compatibility of valve and insert materials are believed to be significant factors in reducing valve and insert wear. The test results indicate that the mechanisms of valve seat and insert wear are a complex combination of adhesion and plastic deformation. Adhesion was confirmed by material transfer, while plastic deformation was verified by shear strain (or radial flow) and abrasion. The oxide films formed during testing also played a significant role. They prevented direct metal-to-metal contact and reduced the coefficient of friction on seat surfaces, thereby reducing adhesive and deformation-controlled wear.     

金刚石刀头磨损的研究和应用

本文在大量了实际生产中锯切刀头磨损的情况下,对普通矩形刀头和三层夹心刀头的磨损进行了较为详细的分析,指出了夹心刀头在使用时的三种不同的形状,并对其影响因素进行了讨论。以普通矩形刀 磨损模型,认为其端面因磨损而呈椭圆菜,由此推出刀头最初工作时端面的磨损速度分布公式,并利用“强的磨损部位配之以高耐磨民生料层”的方法,对夹心刀头及多层刀头的内部结构进行了设计。     

Quantification of tool wear using white light interferometry and three-dimensional computational metrology

Although several wear modes can result from machining, the most common tend to be what are referred to as flank wear and crater wear. Flank wear can be easily measured directly from images of a worn cutting tool, and this is the typical method used to quantify the condition of a tool. On the other hand, crater wear is difficult to quantify, and thus has typically been treated in a qualitative manner. The inability to characterize and compare the two wear modes in a quantitative way is an increasingly important problem as the precision of machining operations improves and cutting moves almost exclusively to the nose radius of cutting tools. This paper introduces a new approach to this problem by proposing a technique to quantify both wear modes for direct comparison. The technique measures the volumetric wear loss in the two regions by comparing three-dimensional wear data obtained by white light interferometry with ideal representations of unworn cutting tools. The resulting wear measurements are compared and related to changes in the cutting process, specifically increases in cutting forces and changes in the topography of machined surfaces.     

Fe－B－C合金冲击磨料磨损性能及磨损机制的研究

以高铬铸铁为对比材料,采用MLD-10型冲击磨料磨损试验机,研究了Fe—B—C合金冲击磨料磨损性能：借助子扫描电镜,探讨了Fe—B—C合金的磨损机制。结果表明：Fe—B—C合金的硬度和冲击韧度与高铬铸铁相当,耐磨性能达到高铬铸铁水平,具有良好的性价比;Fe—B—C合金的磨损机制是以微观切削为主,同时存在微观断裂和微观犁沟的混合磨损。     

微量钒钛对ZG45MnVTi耐磨料磨损性能的影响

以ZG45Mn钢为对比材料,研究了含微量钒钛元素的ZG45Mn VTi钢在冲击载荷下的磨料磨损性能。研究发现:微量钒钛极大地细化了材料的组织,材料的硬度提高了25%,强度提高了50%;在1 J、2 J和3 J的冲击载荷下,以石英砂为磨料,ZG45Mn VTi比ZG45Mn钢的耐磨料磨损性能提高了1倍左右。研究结果表明:微量钒钛对ZG45Mn VTi钢的耐磨料磨损性能的贡献在于因回火马氏体组织的显著细化导致强度、硬度的提高。     

棉纤维股线与303钢线接触摩擦磨损行为分析

目的 探究棉纺织加工过程中棉纱线对金属表面的摩擦磨损行为。方法 通过线接触摩擦磨损试验,分析加载力、预加张力、速度和棉纱线股数等因素对金属表面摩擦磨损性能的影响,采用3D表面轮廓仪表征金属表面形貌随磨损时间的变化特征,基于Archard磨损模型对磨损量进行预测。结果 在加载力相同时,棉纱线股数越多,摩擦因数越小;在相同股数下,预加张力对摩擦因数的影响小于加载力,速度对摩擦因数的影响较小。金属表面磨痕深度随着磨损时间的延长而增加,最大磨痕深度为23.158 μm,磨损量随着磨痕体积的增大而增加。与磨损24 h时相比,在48 h时金属磨损严重,磨损量增大了71%;相较于其他磨损时间段,在96 h时磨损量变化较小。在磨损阶段,磨痕面积的变化规律与磨痕体积相似,均与磨损时间呈正相关。在磨损时长达到120 h后,非直接接触区域会发生链式反应,导致损伤面积不断扩大。结论 在连续摩擦条件下,棉纱线会对金属表面造成损伤,基于Archard磨损模型的预测结果与试验结果较为一致。