磨粒含量对共晶铝锰基复合材料抗冲蚀磨损特性的影响

采用MSH型旋转冲蚀磨损试验机对比研究了磨料粒度、磨料含量对共晶成分铝锰合金及其复合材料的冲蚀磨损性能影响,分析了试样材料的组织特征及冲蚀磨损后磨痕形貌.结果表明:铝锰合金材料的铸态组织为锰在铝中的固溶体及铝锰化合物,而铝锰基复合材料中除与铝锰合金相近的基体上还存在着δ-Al2O3,且δ-Al2O3颗粒的加入改变了铝锰化合物在基体中的分布;试样材料的冲蚀磨损率随磨粒粒度增大呈先增大后减小趋势,峰值向粒度增大的方向偏移;冲蚀磨损率随磨粒含量加入量增加而增大;与铝锰合金相比铝锰基复合材料的冲蚀磨损率较低,因此其具有优良的抗冲蚀磨损特性.     

不同冲蚀速度下过共晶Al-Mn合金及复合材料冲蚀磨损性能的研究

采用MSN型冲蚀磨损试验机,在3.5 m/s及7m/s线速度及四种磨粒粒度下,对Al-2.86％Mn合金及Al2O3颗粒增强A1-2.77％Mn复合材料进行冲蚀磨损对比试验,分析试样材料的组织特征及冲蚀磨损后的磨痕形貌.结果表明:Al-2.86％Mn合金的主要成分是Al-Mn化合物(MnAl6和Al11Mn4)和Mn在Al中的固溶体,复合材料是在此基础上分布着Al2O3颗粒.材料的磨损失重率随冲蚀速度的变大明显增加;在相同速度下二者的冲蚀磨损程度随着磨粒粒度的增大呈先增大后减小的趋势,且峰值随着速度的变大向粒度增大的方向偏移;在相同试验参数下Al-2.77％Mn复合材料的抗冲蚀磨损性能要优于Al-2.86％Mn合金.     

A1_2O_3增强共晶成分铝锰合金复合材料磨损特性

采用搅拌法向共晶成分铝锰合金中加入Al2O3颗粒形成颗粒增强复合材料,将铝锰合金和颗粒增强复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,对摩擦系数及摩擦失重量进行对比研究。实验表明,铝锰合金的组织为锰在铝中的固溶体及在其上分布着MnAl6和Al11Mn4的铝锰化合物,而Al2O3颗粒增强铝锰复合材料组织为与铝锰合金相近的基础上均匀分布着δ-Al2O3颗粒;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,共晶成分的铝锰合金及其复合材料的摩擦系数和摩擦失重量都是随着载荷的增大而增大,铝锰合金的摩擦系数和摩擦失重量大于复合材料的摩擦系数和摩擦失重量。     

Al2O3增强共晶成分铝锰合金复合材料磨损特性

采用搅拌法向共晶成分铝锰合金中加入Al2O3颗粒形成颗粒增强复合材料,将铝锰合金和颗粒增强复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,对摩擦系数及摩擦失重量进行对比研究.实验表明,铝锰舍金的组织为锰在铝中的固溶体及在其上分布着MnAl6和Al11 Mn4的铝锰化合物,而Al2O3颗粒增强铝锰复合材料组织为与铝锰合金相近的基础上均匀分布着δ-Al2O3颗粒;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,共晶成分的铝锰合全及其复合材料的摩擦系数和摩擦失重量都是随着裁荷的增大而增大,铝锰合金的摩擦系数和摩擦失重量大于复合材料的摩擦系数和摩擦失重量.     

不同试验参数下铝锰基复合材料冲蚀磨损性能研究

采用MSN型冲蚀磨损试验机,在不同磨粒粒度和不同冲蚀速度下,对铝锰合金和三氧化二铝颗粒增强铝锰基复合材料进行冲蚀磨损试验,对试验材料失重、抗冲蚀磨损性能、微观失效表面形貌进行了分析。结果表明,三氧化二铝颗粒增强铝锰基复合材料较铝锰合金有较好的抗冲蚀磨损性能;材料的磨损失重率与磨粒粒度的关系并不是简单的单调曲线,而是随着磨粒粒度的增大呈先增大后减小;材料在较高冲蚀速度下抗冲蚀能力较低;影响材料抗冲蚀磨损能力的参数众多并且起主导作用的参数不止一个,本次试验中,磨粒的粒度和冲蚀速度共同决定了冲蚀磨损的强度。     

冲蚀角对Al2O3颗粒增强铝锰合金复合材料冲蚀磨损性能的影响

采用旋转冲蚀磨损试验对比研究了冲蚀角度(45°和90°)对共晶成分铝锰合金和AlO3,颗粒增强铝锰基复合材料抗冲蚀磨损性能的影响规律,分析了材料的组织特征及冲蚀磨损后磨痕形貌.结果表明:铝锰合金的铸态组织为锰在铝中的同溶体以及MnAl6和Al11Mn4相;而复合材料的铸态组织为在与铝锰合金相近的基础上分布着的δ-Al2O3颗粒.随冲蚀时间的延长,当冲蚀角为90°时,冲蚀磨损失重率缓慢递增,磨痕形貌主要是由正向应力造成的变形磨损,产生冲蚀坑;而在45°冲蚀角情况下,失重率先增后降,存在着极大值,磨痕形貌主要是由切向应力造成的切削磨损,形成犁沟.     

Al-Zr-O-B体系原位合成颗粒增强铝基复合材料及其性能

研究了采用Al-Zr(CO3)2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:内生增强相颗粒为ZrAl3、ZrB2和Al2O3,粒度为3～4μm,且在基体中弥散分布.复合材料的力学性能和干滑动磨损特性研究表明:在反应物加入量为0～20%(质量百分数)范围内时,复合材料的抗拉强度和屈服强度较纯铝基体明显提高,当反应物加入量为20%时,抗拉强度为150.3 MPa,屈服强度为113.7 MPa.当反应物加入量为5%时延伸率最佳为33%,属塑性断裂.复合材料的耐磨性较铝基体显著提高,当反应物加入量为10%时耐磨性最好.铝基体的磨损机制是粘着磨损,而(ZrAl3 ZrB2 Al2O3)p/Al复合材料的磨损机制是磨粒磨损.     

不同磨粒对ZTA结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

针对液/固双相流冲蚀磨损工况,选用不同硬度的SiO2、Al2O3、SiC冲蚀磨粒,对ZTA(ZrO2增韧Al2O3)结构陶瓷和Cr15Mo3高铬铸铁进行了冲蚀磨损性能对比试验,并对试验材料磨损机理和微观失效表面形貌进行了分析和讨论.结果表明:对于同一种硬度的冲蚀磨粒,冲蚀磨损过程中Cr15Mo3高铬铸铁材料的冲蚀磨损多,ZTA陶瓷的冲蚀磨损少;冲蚀磨损过程中浆料固体颗粒硬度越高,试验材料的磨损越多,同时ZTA陶瓷抗冲蚀磨损性能越明显,对应于不同硬度的SiO2、Al2O3、SiC冲蚀磨粒,ZTA陶瓷抗冲蚀磨损性能分别为Cr15Mo3高铬铸铁的5.8、7.0和8.2倍;冲蚀磨损过程中Cr15Mo3材料失效有明显的方向性和腐蚀痕迹,材料的磨损以微切削、梨沟、冲蚀坑为主,"W"型失效形貌明显,材料组织中高硬度的碳化物有保护基体的作用,随着磨粒硬度的增加,材料表面切削、梨沟、冲蚀坑失效程度增加,ZTA陶瓷材料在冲蚀磨损后无明显的冲蚀方向性,材料磨损是晶界粘结相磨失、晶粒裸露为主,细小颗粒ZrO2的存在及增韧作用使陶瓷相中气孔数量少,并减少因疲劳裂纹扩展引起的材料破坏.     

Al2O3颗粒增强铝锰合金复合材料性能研究

采用搅拌法,向熔融状态下的铝锰合金中添加Al2O3颗粒,制备成颗粒增强复合材料.将铝锰合金和复合材料的硬度及两种试样的冲击韧度进行对比试验;将铝锰合金和复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,比较两种材料的质量磨损量在不同载荷条件下变化.试验表明,颗粒增强复合材料的硬度相对合金基体有显著提高;对冲击断口进行分析,颗粒增强体的加入有细化晶粒的作用;铝锰合金及其复合材料的质量磨损量都是随着载荷的增大而增大,在较大载荷的条件下(＞110 N),复合材料的耐磨性远远大于铝锰合金.     

钴基合金在锌液中的摩擦磨损性能研究

在自行研制的试验设备上研究了几种钴基合金与Al2O3干磨损和在锌液中(460±5℃)腐蚀磨损的状况及磨损机理。研究表明,过共晶钴基合金的耐腐蚀磨损性能要优于亚共晶合金,但是干磨损时情况完全相反。在不同的摩擦副中几乎都有磨粒磨损发生。钴基合金的腐蚀磨损机制主要是材料的塑性变形、脆性断裂和磨粒磨损。     

Effect of graphite particle size on wear property of graphite and Al_2O_3 reinforced AZ91D-0.8%Ce composites

The graphite particles and Al_2O_3 short fibers reinforced AZ91D-0.8%Ce composites were fabricated by squeeze-infiltration technique.The researches about the effects of different graphite particle sizes on the microstructure and wear property of the composites were performed under the condition of constant contents of graphite particles and Al_2O_3 short fibers.The results reveal that the grain size of the composites changes less when the graphite particle size descends.Moreover,Ce enriches around the gr...     

等离子喷涂纳米Al2O3/Ni复合涂层的组织和耐磨性能研究

将纳米Al2O3颗粒和镍基粉用湿法混合,采用等离子喷涂工艺制备了复合涂层。利用SEM和TEM分析了Al2O3复合涂层的表面形貌和微观组织,用磨粒磨损试验机进行磨损试验,研究了纳米Al2O3的体积分数、粒径对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明,Al2O3复合涂层的表面形貌细腻,颗粒加入能有效改善弥散相与镍基涂层的相容性,当纳米Al2O3的体积分数为2.0%时,涂层的耐磨性能最好为镍基涂层的2倍多,在相同的体积分数下,随着涂层中弥散强化相尺寸减小,涂层的耐磨性提高。     

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 将纳米Al2O3颗粒和镍基粉用湿法混合，采用等离子喷涂工艺制备了复合涂层。利用SEM和TEM分析了Al2O3复合涂层的表面形貌和微观组织，用磨粒磨损试验机进行磨损试验，研究了纳米Al2O3的体积分数、粒径对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明，Al2O3复合涂层的表面形貌细腻，颗粒加入能有效改善弥散相与镍基涂层的相容性，当纳米Al2O3的体积分数为20%时，涂层的耐磨性能最好为镍基涂层的2倍多，在相同的体积分数下，随着涂层中弥散强化相尺寸减小，涂层的耐磨性提高。     

Abrasive wear behavior of Ni-P coated Si3N4 reinforced Al6061 composites

Ni-P coated Si₃N₄ reinforced Al6061 composites were fabricated by vortex method. Percentage of reinforcement was varied from 6 wt.% to 10 wt.% in steps of 2. Cast matrix alloy and developed composites were hot forged at a temperature of 500 °C using a 300T hydraulic hammer. Both as cast and hot forged matrix alloy and its composites were subjected to microstructure studies, grain size analysis, microhardness and abrasive wear tests. Microstructure studies reveal uniform distribution of silicon nitride particles with good bond between matrix and reinforcement in both as cast and hot forged condition. It is observed that, increased content of reinforcement in both as cast and hot forged composites do result in significant grain refinement. However, when compared with as cast matrix alloy and its composites hot forged alloy and its composites exhibits higher extent of grain refinement. Both as cast and hot forged composites exhibit improved microhardness and abrasive wear resistance when compared with the unreinforced alloys under identical test conditions. Abraded worn surfaces were examined using scanning electron microscopy (SEM) for possible wear mechanisms. Increased abrasive particle size and load has resulted in larger extent of grooving leading to increased abrasive wear loss for both the matrix alloy and developed composites.     

载荷对钛合金Al2O3Y2O3/AlY复合涂层摩擦学性能的影响

为了提高耐摩擦磨损性能,采用磁控溅射技术在γTiAl钛合金表面制备了Al2O3Y2O3/AlY复合涂层。检测了涂层的厚度、表面硬度、微观组织和成分变化。通过在130g、230g和330g载荷下采用GCr15钢球作摩擦副进行的摩擦磨损试验,研究了有和无复合涂层的γTiAl合金的耐摩擦磨损性能。结果表明:Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的厚度约为33μm,由Al2O3Y2O3层、AlY层和扩散层组成,平均表面硬度为433.4HV0.1。带复合涂层的γTiAl合金摩擦因数和比磨损率均比无涂层γTiAl合金的小。在不同的摩擦磨损试验载荷下,无涂层γTiAl合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而有Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的γTiAl合金则主要是磨粒磨损和氧化磨损。     

摩擦条件对Al-Mn共晶合金的摩擦磨损性能的影响

选取锰质量分数为2.15％的Al-Mn共晶合金作为试样,采用X射线衍射仪分析试样的相组成,称量摩擦试验前后试样的质量,并用扫描电镜观察所获得材料的磨痕形貌.结果表明,该Al-Mn共晶合金主要由锰在铝中的固溶体和铝锰化合物MnAl6及Al11Mn4相组成;在仅有腐蚀液情况下的摩擦磨损质量损失要比在腐蚀液加磨粒的情况下更大;从磨痕形貌上看,前者比后者有较多的凹坑和较深的犁沟.     

Influence of WC addition in Co-Cr-W-Ni-C flame sprayed coatings on microstructure, microhardness and wear behaviour

In present paper the influence of the tungsten carbide (WC) particle addition on the microstructure, microhardness and abrasive wear behaviour of flame sprayed Co-Cr-W-Ni-C (EWAC 1006) coatings deposited on low carbon steel substrate has been reported. Coatings were deposited by oxy-acetylene flame spraying process. Wear behaviour of coatings was evaluated using pin on flat wear system against SiC abrasive medium. It was observed that the addition of WC particle in a commercial Co-Cr-W-Ni-C powder coating increases microhardness and wear resistance. Wear behaviour of these coatings is governed by the material parameters such as microstructure, hardness of coating and test parameters (abrasive grit size and normal load). Addition of WC in a commercial powder coating increased wear resistance about 4-9 folds. WC modified powder coatings showed better wear resistance at high load. Heat treatment of the unmodified powder coatings improved abrasive wear resistance while that of modified powder coating deteriorated the wear resistance. SEM study showed that wear of coatings largely takes place by microgroove, crater formation and scoring. Electron probe micro analysis (E.P.M.A.) of unmodified and WC modified powder coating was carried out for composition and phase analysis.     

TC4钛合金微弧氧化Cr2O3复合膜的结构及摩擦磨损性能

在硅酸钠-六偏磷酸钠体系中添加1.5g/LCr2O3微粒,采用直流脉冲模式在TC4钛合金表面制备了微弧氧化Cr2O3复合膜;利用SEM、EDS、XRD对复合膜的微观形貌和结构进行观察分析,并研究了其在室温干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:复合膜的表层孔隙中填满了微小的Cr2O3颗粒,表面只能看到少量微孔;膜层中除了金红石及锐钛矿TiO2相、Al2TiO5相外,还出现了大量的Cr2O3相,且包含了一些非晶态的P、Si化合物。在相同的摩擦磨损条件下,微弧氧化Cr2O3复合膜的摩擦系数更小、磨损量更低、耐磨性也更好。在10N载荷下,复合膜只发生轻微的粘着磨损,几乎未发生磨粒磨损;在50N载荷下,复合膜的磨粒磨损有所加剧,且出现了第二相粒子流失。Cr2O3颗粒主要通过对微弧氧化膜孔隙的填充作用、载荷转移作用及弥散强化作用,来降低复合膜的摩擦系数和表面磨损量,提高其耐磨性。     

双脉冲镀对低温熔融盐镀中Al-Mn合金层的影响

   以铁片为基体,分别采用直流和双脉冲电源,在AlCl₃-NaCl-KCl-MnCl₂低温熔融盐中获得了Al-Mn合金镀层.用SEM、金相、EDS和XRD研究了Al-Mn合金镀层表面形貌、沉积速度、组成结构及耐腐蚀性能.结果表明,双脉冲镀层更致密,表面更平整,但沉积比直流镀慢;在MnCl₂含量相同的条件下,双脉冲镀层中Mn含量更高;合金镀层结构随镀层中Mn含量的增加,经铝固熔体与非晶相混合、单一非晶态、非晶相与晶态Al₈Mn₅混合三个阶段;单一非晶态镀层耐蚀性比双相镀层好,Mn含量相当的双脉冲镀层耐蚀性比直流镀层好.