SiC-改性环氧树脂耐磨涂料的液-固两相流冲蚀磨损行为

以改性环氧树脂为基体,以SiC微粉为增强相,制备了SiC-改性环氧树脂耐磨涂料.对试样进行液-固两相流冲蚀磨损研究的结果显示该耐磨涂料的具有好的抗冲蚀磨损性能,其抗冲蚀磨损能力与90Al2O3陶瓷相近;结合试样冲蚀磨损后表面的显微结构(SEM)分析研究说明SiC-改性环氧树脂耐磨涂料冲蚀磨损机理以显微切削为主;SiC微细颗粒能够改变裂纹扩展方向,消耗裂纹扩展能量,对耐磨涂料抗液固两相流冲蚀磨损的能力将起到重要的颗粒增强的作用.     

碳化钨/铁基铸造复合材料的抗冲蚀磨损性能

采用真空负压工艺获取碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,分析复合层微观经组织结构,并模拟实际工况考察复合层的抗浆料冲蚀磨损性能。结果表明,碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料具有良好的组织结构和优异的抗冲蚀磨损性能,与高铬铸铁相比其抗冲蚀性是高铬铸铁的３￣４倍。     

等离子喷涂WC颗粒增强Ni基涂层组织及抗冲蚀性能

采用等离子喷涂工艺制备WC颗粒增强Ni基涂层,分析了涂层的显微组织,并对其抗冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明,涂层呈层片状结构,有一定孔隙,WC颗粒在涂层中分布均匀,且与母相结合良好。随着冲蚀角度的增大,涂层冲蚀磨损质量损失先增大后减小,表现为塑性-脆性复合冲蚀磨损特征。     

钢背UHMWPE纤维织物复合材料的摩擦学性能分析

纤维织物增强钢背复合材料因具备优异的力学与摩擦学性能在航空航海等领域备受关注,在无油或少油工况下具有较好的应用前景。使用改性处理的超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维织物作为增强材料,利用环氧树脂热压在不锈钢环上制备UHMWPE纤维织物增强钢背复合材料,研究其与45钢盘在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考察纤维织物层数与摩擦转速对材料摩擦学性能的影响,对磨损前后复合材料厚度及45钢质量进行测取,利用表面轮廓仪与扫描电子显微镜对复合材料及对偶件磨损面进行观察与分析。结果表明,三种织物结构均能改善不锈钢的摩擦磨损特性,其中一层织物结构所表现的综合摩擦特性最好,在试验工况下摩擦因数与磨损率平均降低了77.7%与67.2%,在试验工况下主要发生磨粒磨损;二层与三层织物由于具备下层织物的支撑,故在较高转速下能保持材料自身良好的摩擦学特性,二层织物在试验工况下摩擦因数与磨损率平均降低了71.5%与65.7%,三层织物则为73.1%与60.3%,由于摩擦热量的积聚同时伴有树脂碎屑与破碎纤维的加入,其在高速下主要经历黏着磨损与疲劳磨损。试验表明,织物结构于干摩擦工况下表现出较优的摩擦特性与可靠性,能较好地胜任无油或少油作业。     

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。     

聚合物基复合材料表面防护涂层的研究现状与展望

聚合物基复合材料相比金属等传统材料,其耐高温性能、抗固体颗粒冲蚀磨损性能等不足,导致聚合物基复合材料在高新技术领域、高温磨损等复杂工况中的应用受到严重制约.研究表明,在聚合物基复合材料表面制备功能性防护涂层,是一种有效提高或改变复合材料表面性能的途径.在介绍聚合物基复合材料基本性能特点的基础上,系统总结梳理了热喷涂、冷...     

不同颗粒粒度表面复合材料的耐冲蚀磨损性能

采用负压铸渗工艺制备了WC／铁基表面复合材料，研究了不同颗粒粒度的复合材料的抗冲蚀磨损性能，并分析了磨损机理。结果表明，铸渗法制备的WC／铁基表面复合材料具有良好的抗冲蚀磨损性能，当颗粒粒度为40～60目，体积分数为30％时，其抗冲蚀磨损性能是高铬铸铁(Cr15Mo3)的3．2倍。当颗粒粒度适当(40～60目)时，颗粒对基体的“钉扎”作用强，不易脱落，颗粒间隙小，能有效保护基体，复合材料的抗冲蚀磨损性能较好．     

高速电弧喷涂铁基Cr3C2复合涂层组织及磨损特性的研究

采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2型粉芯丝材制备成复合涂层,并对涂层的组织结构、力学性能及高温冲蚀磨损特性进行了研究.结果表明,该涂层组织致密,颗粒扁平细小,主要由α-Fe固溶体、(Fe,Cr)23C6、(Fe,Cr)7C3及少量FeCr2O4等氧化物相构成;涂层具有较高的结合强度和硬度、较低的孔隙率及优良的抗热震性能;铁基Cr3C2复合涂层的冲蚀磨损行为介于塑性与脆性冲蚀之间,其冲蚀机理以塑性冲蚀为主,在650℃高温环境下,涂层的抗冲蚀磨损性能高于20g钢,表现出良好的抗高温冲蚀抗力,能够解决循环流化床锅炉受热面的高温磨损问题.     

高铝质耐高温材料的热态固体粒子冲蚀磨损行为

采用自行设计的气流喷砂式热态固体粒子冲蚀磨损试验机,在空气气氛和90°攻角条件下,研究了冲蚀粒子大小(36#和90#SiC)以及不同温度(室温、1000、1200、1400 ℃)对高铝砖冲蚀磨损行为的影响.结果表明:冲蚀粒子大小对高铝砖的冲蚀磨损作用影响显著.高铝砖冲蚀率随温度升高逐渐减小,1200 ℃时达到最小,为10 mg/g.1000 ℃和室温下样品表现出脆性材料冲蚀特征.1200 ℃高温下样品的塑性和韧性提高,大大削弱了冲蚀粒子的动能,且骨料与基质的结合强度提高,使得抗冲蚀能力得到增强.     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的冲蚀性能研究

用高速火焰喷涂方法,在20钢基体上喷涂制备Fe-Al/Cr3C2复合涂层,对涂层的抗650℃冲蚀特性进行研究,利用扫描电镜分析冲蚀后涂层表面形貌.结果表明,高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的冲蚀特性在300℃、450℃、650℃时分别主要为脆性冲蚀、塑性冲蚀和脆性冲蚀、塑性冲蚀;冲蚀角度对涂层的耐冲蚀性能有较大影响,30°时涂层的抗冲蚀能力优于90°时;温度升高,涂层的抗冲蚀性能提高.     

渣浆泵用WC/铁基表面复合材料的研究

针对承受严重冲蚀磨损的渣浆泵过流件，采用型负压铸渗工艺制备了WC／铸铁基表面复合材料，分析了复合层的微观组织，检测了复合材料的冲蚀磨损性能，并用于渣浆泵过流件受磨损面的局部复合，结果表明，WC／灰铸铁基表面复合材料具有良好的微观组织结构和优异的抗冲蚀磨损性能，抗冲蚀磨损性是Cr15Mo3高铬铸铁的2．7倍，砂芯负压铸渗工艺可进行大面积异型曲面的复合。     

碳纤维复合材料在笔记本电脑外壳上的应用

介绍了短碳纤维增强复合塑料、热固性连续性碳纤维复合板材、热塑性连续性碳纤维复合板材、碳纤维复合薄膜等4种碳纤维复合材料在笔记本电脑外壳上的应用,并作出了展望。碳纤维与工程塑料、环氧树脂、PMMA等树脂复合后制备的笔记本电脑外壳,在同等强度条件下,相比传统工程塑料制备的笔记本电脑外壳,厚度可减薄50%~60%,重量减轻40%~50%,而且拥有良好的耐候性和耐腐蚀性。指出碳纤维复合材料研究的快速发展将会推动笔记本电脑市场的巨大变革,使笔记本电脑向着"更轻、更薄、更强"方向快速发展。     

流线型孔板流量计液固两相流冲蚀磨损数值模拟

目的探究在管输液固两相流体时,固体颗粒对孔板流量计造成的冲蚀磨损。方法运用基于欧拉-拉格朗日算法的DPM模型,对液固两相流体计量工艺中孔板流量计的冲蚀问题进行数值仿真,预测孔板流量计在液固两相流体流量计量工艺中易发生冲蚀磨损的区域。探究入口液相速度、固体颗粒粒径以及等数量颗粒冲击壁面时,固体颗粒粒径对孔板最大冲蚀速率的影响,并对比管输液固两相流体时,固体颗粒粒径对不同形状的孔板造成的冲蚀磨损速率大小。结果在孔板流量计的突缩管段易产生严重的液固冲蚀失效,最大冲蚀速率随着液相入口速度的增大而增加。当固体颗粒的质量流量相等时,最大冲蚀速率随着颗粒粒径的增加而减小;当单位时间内流经孔板的固体颗粒数量相等时,冲蚀磨损速率随着固体颗粒粒径的增加而增大。在液固两相流管道体系中,固体颗粒对凸型孔板造成的冲蚀磨损行为最弱。结论大颗粒对孔板的冲蚀磨损比较严重,在孔板计量过程中应严格注意。在流体中存在大量大颗粒时,采用凸型孔板流量计能有效改善冲蚀磨损情况。     

弯管液固两相流动冲蚀磨损的数值预测

固体颗粒的冲蚀磨损是导致液体管道壁面磨损甚至失效的主要原因。本文基于计算流体动力学（CFD）方法,研究弯管在不同条件下冲蚀磨损分布规律。对8种常用的冲蚀模型分别进行计算评估,结果显示,基于DNV冲蚀模型的预测结果与实验结果吻合较好。基于DNV模型研究不同颗粒属性下弯管冲蚀磨损的分布规律。结果表明:随着颗粒直径从10 μm 增加到200 μm,最大磨损速率先减小后增大;当颗粒质量流量为0.02~0.20 kg/s 时,最大磨损速率随着颗粒质量流量的增大而线性增大;随着颗粒形状系数从0.2增加到1.0,最大磨损速率先增大后减小。研究结果可为实际工程应用提供一定的理论支撑。     

不同磨料粒度下WC体积分数对铁基表面复合材料磨损性能的影响

用负压铸渗工艺制备了WC/HT300基表面复合材料,研究了WC体积分数和冲蚀磨损浆料中的颗粒粒度对复合材料的抗冲蚀磨损性能的影响。对于同一种WC颗粒体积分数的复合材料,当浆料中的石英砂粒度大时,复合材料的体积磨损率较大,抗冲蚀磨损性能降低。WC体积分数为27%和36%的表面复合材料具有比其他WC体积分数复合材料优越的耐磨损性能;在磨料粒度为40~70目的工况下,WC体积分数为36%的复合材料,具有比体积分数为27%的复合材料优越的耐磨性能;但在磨料粒度增大到20~40目时,WC体积分数为27%的复合材料,具有比WC体积分数为36%的复合材料优越的耐磨损性能。     

Slurry Erosion Studies on Surface Modified 13Cr-4Ni Steels: Effect of Angle of Impingement and Particle Size

Hydroturbine steels, such as 13Cr-4Ni martensitic steels, are generally subjected to heavy-erosive wear and loss of efficiency due to solid particulate entrainment in the water. Surface-modified steels have proven to give better performance in terms of erosive wear resistance. In the present study, an attempt is made to investigate the effect of angle of impingement and particle size on slurry-jet erosion behavior of pulsed plasma nitrided and laser hardened 13Cr-4Ni steels. Laser hardening process has shown good performance at all angles of impingement due to martensitic transformation of retained austenite. Plastic deformation mode of material removal was also an evident feature of all laser-hardened surface damage locations. However, pulsed-plasma nitrided steels have exhibited chip formation and micro-cutting mode of erosive wear. Erosion with 150-300 μm size was twice compared to 150 μm size slurry particulates.     

Strength of fiber reinforced metal laminates with a circular hole

The effect of notching on fiber-reinforced metal laminates (FML) is studied 3-2 lay up carbon fiber aluminum laminates specimens containing a circular hole were employed in notch tests. The notch effect for a composite laminate was investigated and compared with carbon/epoxy composites and aluminum sheets. The degradation of notch strength for carbon fiber aluminum laminates was smaller than for carbon/epoxy composites. The point and average stress criteria were used in the notch strength analysis. A finite width correction factor was also used. The strength degradation models involve a single parameter that is a function of the hole size and the characteristic length. These models were compared with experimental data and good agreement was found.     

挤压熔体浸渗法制备金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料的润湿性和力学性能改善

为了改善碳纤维与铝基体之间界面的润湿性和结合性能,采用挤压熔体浸渗法制备镍和铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料,对两种不同涂层碳纤维增强铝基复合材料的界面润湿性、显微组织和力学性能进行比较和研究.显微组织结构分析表明,与无涂层碳纤维增强铝基复合材料相比,在相同的浸渗工艺条件下,在碳纤维表面涂覆两种金属均可以显著改善碳纤维与铝...     

纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧聚合物基复合材料的制备及耐磨性能

目的 提高环氧树脂的耐磨性并改善其力学性能,探究纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧复合材料的摩擦磨损行为并揭示其减摩耐磨机制。方法 以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为聚合物基体,将改性的纳米氧化铝(Nano-Al₂O₃)掺杂其中,制备不同配比的Nano-Al₂O₃掺杂PF/EP聚合物基复合材料。利用红外光谱仪(FTIR)对复合材料进行化学结构表征。通过泰伯磨损试验和硬度分析,对比不同含量Nano-Al₂O₃掺杂对PF/EP基复合材料耐磨性能的影响。借助扫描电镜(SEM)分析复合材料的断面形貌和磨损表面,探究复合材料的磨损机理和减摩耐磨机制。结果 FTIR测定证实了硅烷成功改性Nano-Al₂O₃,并参与到PF与EP的固化反应中。硬度分析及磨损试验表明,硅烷改性Nano-Al₂O₃和PF的加入都提高了复合材料的硬度和耐磨性。与纯EP相比,酚醛质量分数为30%,掺杂3%Nano...