Tribological behavior of high specific strength PTFE-Al alloy composite

Solid lubricants lead to substantial weight savings relative to the use of liquid lubricant, especially in the weight-conscious aerospace industry. A new PTFE-Al alloy composite（A） containing 60% area proportion of PTFE composite was developed. Another type of common metal-plastics multilayer composite, also called DU, was selected for a comparative investigation. Friction and wear tests were carried out in an oscillating sliding tribotester in air at an oscillating frequency of 0.13 Hz and contact mean pressures from 10 to 80 MPa. The composites slid against a 38CrMoAlA steel shaft. The results show that the composite A exhibits low coefficient of dry sliding friction less than 0.1 and long wear life of 2 000 m. This is because the composite A can provide a sufficient solid lubrication during the whole tests. SEM examination of the transfer films for the composite A confirms that uniform, thin and coherent transfer films are prerequisites for low friction and good wear resistance.     

Numerical simulation of aluminum holding furnace with fluid-solid coupled heat transfer

To predict three-dimensional temperature distribution of molten aluminum and its influencing factors inside an industrial aluminum holding furnace, a fluid-solid coupled method was presented. The fluid-solid coupled mathematics models of aluminum holding furnace in the premixed combustion processing were established based on mass conservation, moment conservation, momentum conservation, energy conservation and chemistry species conservation. Computational results agree well with the test data of the typical condition. The maximum combustion temperature is 1 850 K. The average temperature of the molten aluminum is 1 158 K, and the maximum temperature difference is about 240 K. The average temperature increases 0.3 °C while the temperature of combustion air increases 1 °C. The optimal excess air ratio is 1.25–1.30.     

晶须增韧EVA/PE⁃LD/ATH复合材料的阻燃性能研究

制备了晶须增韧乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/低密度聚乙烯/氢氧化铝（EVA/PE-LD/ATH）复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）、氧指数仪、锥形量热仪（CCT）、万能拉力机和高阻计等对添加不同晶须的EVA/PE-LD/ATH复合材料的微观结构、阻燃性能、力学性能和电学性能进行了表征。结果表明,ATH颗粒在复合材料中未出现明显团聚,复合材料中晶须呈交错分布并与基体界面结合致密;晶须对复合材料阻燃性能的提高源于晶须热解产物网络状骨架对炭层的增强作用;碱式硫酸镁晶须（MHSH）、硼酸铝晶须（ABW）和硫酸钙晶须（CSW）添加质量比为13.5∶6.75∶6.75的复合材料的800 ℃质量保留率为32.7 %,极限氧指数为26.8 %,热释放速率峰值为364.4 kW/m²,总热释放量为20.8 MJ/m²,总烟释放量为187.2 m²/m²,阻燃性能相对最优;MHSH具有降低复合材料热释放速率峰值、总烟释放量和增强复合材料拉伸强度的作用,而CSW能够延迟点燃时间,减弱出现轰燃的趋势,但增大了总烟释放量,同时,CSW还具有提高复合材料断裂伸长率的增韧作用;混合晶须对复合材料拉伸强度、邵氏硬度和电绝缘性能的影响有限。     

微量Mn对A1-Mg-Si合金微观组织与拉伸性能的影响

研究了微量Mn对Al Mg Si合金的微观组织与拉伸性能的影响。结果表明 :微量Mn在Al Mg Si合金中主要以粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 弥散相的形式存在 ,尺寸为 12～ 2 10nm ,均匀、弥散分布在基体中 ,有效地钉扎位错和亚晶界 ,抑制合金热挤压变形过程中的再结晶 ;均匀化处理过程中微量Mn可促进长针状 β Al9FeSi相向粒状α Al15(FeMn) 3 Si2 相转变 ,这种含Mn的α相弥散颗粒可作为合金时效强化相 β′(Mg2 Si)的非均匀成核位置 ,促进 β′相的析出 ,从而强化合金 ,使合金获得较好的强塑性配合     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热处理

通过显微组织观察和室温拉伸实验，研究了固溶处理制度和时效前预变形对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金力学性能与显微组织的影响。结果表明：适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进合金中过剩相的溶解，提高合金的强度和塑性；时效前适量的预变形促进T1相的大量弥散、细小析出，显著提高合金强度。过大的预变形量使T1相变得粗大且分布不均匀，合金强度降低。合金适宜的固溶制度为530℃，保温60min，适宜的预变形量为3．5％。     

含钪Al-Cu-Li合金的形变时效研究

通过显微组织观察和室温拉伸试验，研究了形变时效对含钪Al-Cu-Li合金组织和拉伸性能的影响。结果表明，时效前的预变形能促进T1(Al2CuLi)相弥散细小的析出，显著提高合金的强度，使时效峰值提前。合金的强度随预变形量的增大而升高，但预变形量过大，不利于T1相的析出形态和分布，影响合金的性能。在本试验条件下，该合金的最佳预变形量为3．5％。     

执行欧洲标准S460NL高韧性结构管的开发

在20Mn钢的基础上,通过添加Cr、Mo、Cu、Ni、V等合金元素,采用正火处理工艺生产了S460NL钢管材料;分析了S460NL钢管的显微组织和力学性能。结果表明:该产品的金相组织为珠光体+弥散分布着细小碳化物的铁素体基体,在拉伸过程中产生位错塞积,从而使得铁素体基体内产生位错缠结与网格结构;冲击断口呈现出典型的韧窝特征。这些微观特征决定了S460NL钢管在获得高强度的同时还具有优良的耐低温冲击韧性:屈服强度∧500 MPa,抗拉强度640~680 MPa,伸长率≥22%,-50℃冲击功∧100 J,满足客户要求。     

热轧态Cr、Ni微合金化高强度耐候钢组织与耐蚀性能

采用电化学测试、浸泡实验及SEM、XRD等方法研究了热轧态Cr、Ni微合金化高强度耐候钢组织及耐蚀性能。结果表明:热轧态高强度耐候钢试样组织均由珠光体和铁素体组成,Cr在两相中均匀分布,Ni在铁素体相中含量更多。Cr、Ni含量较高的Q700H耐候钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中具有较低的年腐蚀速率。浸泡60 d后,两种钢自腐蚀电流密度增加,但Q700H钢具有较高的电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流密度。浸泡150 d后,Q700H钢表面的点蚀坑较Q500H钢表面的更细小。Cr、Ni含量的增加促进了锈层中致密α-FeOOH的生成;Cr、Ni在锈层中发生富集,Cr集中在内锈层,Ni富集于基体和锈层界面处,且随Cr、Ni含量增加,富集越明显。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热处理制度

通过显微组织观察和室温拉伸实验,研究了固溶热处理制度和时效制度对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金拉伸力学性能与显微组织的影响。结果表明,适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进合金中过剩相的溶解,提高合金的强度和塑性;合金适宜的固溶-时效处理制度为530℃×1 h水淬＋160℃×40 h时效,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为490MPa、416 MPa和9.8%。T1相是合金的主要时效强化相。     

PTFE编织复合材料重载关节轴承的旋转摩擦特性

介绍了自制的重载摩擦试验机的工作原理及性能特点,其最大加载压力为1000 kN, 旋转与摆动调速范围宽。在转速为2.5 r/min时,测试了PTFE编织复合材料关节轴承承载力与摩擦系数的关系,以及摩擦的时间效应。在承载力为135 MPa时,测试了轴承的磨损曲线、轴承的升温以及摩擦系数随连续摆动时间变化的关系曲线,试验结果表明,其承载力为25~135 MPa时,干摩擦系数为0.038~0.061。通过扫描电镜分析了轴承失效机理,在摆动的过程中PTFE不断被挤出,轴承自润滑功能下降,导致编织基体材料发生磨损。