在不同磨料磨损条件下高铬铸铁磨损过程的研讨

通过改变高铬铸铁中的碳含量,而保持其它组分基本不变,得到M_7C_3型碳化物含量在9～42%之间的一系列合金.对每一种合金进行四种不同的热处理,从而使其具有四种不同的基体组织. 在ML-10磨料磨损试验机(二体磨损试验)和自制的自由磨料磨损试验机(三体磨损试验)上,用三种不同硬度的磨料(SiC、Al_2O_3和石榴子石)对这一系列合金进行磨损试验.并利用各种微观观察方法,分析和讨论了高铬铸铁中的两个主要组成相——(Cr,Fe)_7C_3型碳化物和基体在磨损过程中的作用,及其破损失效方式.结果指出:在不同的磨损系统中及在不同硬度的磨料下,合金组成相的破损是不同的,热处理状态强烈地影响了合金的耐磨性和组织破损形式,从而为在实际零件中选择高铬铸铁的成份和热处理提供了一定的依据.     

包镍Al2O3颗粒的获得及其在复合材料制备中的应用

用自制的化学气相沉积装置在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面获得了Ｎｉ涂层,并通过负压铸渗工艺获得了Ａｌ２Ｏ３颗粒／耐热钢基复合材料,考察了其高温磨料磨损特性,结果表明：Ｎｉ涂层能显著改善Ａｌ２Ｏ３与耐热钢的湿润性,从而解决了Ａｌ２Ｏ３颗粒在耐热钢液中均匀分散的难题,所得复合材料具有优良的高温磨料磨损抗力。     

一种低合金低温铸钢及其组织与性能

针对极地石油钻机用大钩对材料的性能要求,设计了一种含Cr、Ni低合金低温铸钢,考察了不同热处理工艺对材料组织、室温力学性能以及低温冲击韧性的影响.采用扫描电镜、X射线衍射和透射电镜等手段分析了低温铸钢试样的微观结构、相组成及断口形貌.结果表明:该低温铸钢经930℃炉冷 920℃油冷 680℃空冷热处理后,其显微组织为回火索氏体,其中铁素体呈等轴状,渗碳体已趋于团球化;-20℃冲击功达到57 J,冲击断裂机制为韧性断裂,-45℃冲击功为32 J,冲击断裂机制为不完全脆性断裂.在此热处理条件下,低温铸钢试样表现出优良的室温综合力学性能和较高的低温冲击韧性,达到了石油钻机用大钩所要求的材质性能.     

颗粒增强不锈钢基复合材料冲蚀磨损性能研究

在MMG－200高温氧化-冲刷腐蚀磨损试验机上,考察了Al     

Al2O3颗粒增强不锈钢基表面复合材料腐蚀性能的研究

针对湿法磷酸工况,设计了不锈钢基体的化学成分;在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面,通过化学气相沉积Ｎｉ涂层,解决了颗粒与基体的润湿性问题;采用负压铸渗工艺制备了氧化铝－锈钢基表面复合材料,并研究了该复合材料在此工况下的静态耐蚀性能,发现了耐蚀性能超过了高铬钢。     

Cu70Ni30过冷熔体凝固组织的粒化机制

在高真空下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在22～270 K过冷度范围内,研究了Cu70Ni30合金凝固组织形态演化过程.当过冷度AT大于临界过冷度△T3*(210 K)时,凝固组织由深过冷枝晶骤变为粒状晶,发生了组织粒化.组织观察及成分分析结果表明,该粒状晶的形成过程由两步组成:首先,在快速凝固过程中液固转变产生的应变能作用下发生了枝晶的碎断;然后,在表面能和应变能驱动下,碎断的枝晶块通过晶界移动,晶粒合并-再结晶完成第二类粒状晶的转变.     

MCR因子模型--一个定量描述两体磨料磨损中微切削磨损所占份额的模型

有关磨料磨损定量模型的建立一直是磨料磨损研究工作的重点和难点.在总结RABINOWICZ和ZUNGahr研究工作的基础上,提出了一个新的磨料磨损定量模型--MCR(Microcuttingratio)模型.该模型既考虑了犁沟两边塑变脊形成的影响,又简化了微切削比率因子(Microcuttingratiofactor)的计算方法.这为计算机模拟磨料磨损过程创造了有利的条件,也为机械零件的磨损寿命计算提供了一个更准确的方法.     

磨料尺寸对磨料磨损过程影响的随机模拟

将Monte Carlo方法与数值模拟相结合，提出了一个新的三维仿真模型，运用Monte Carlo方法随机选取磨粒的形状参数，采用打靶法生成随机的磨粒面，采用网格剖分法记忆被磨面的外形，为脊的处理以及磨损量的计算提供了一种新的方法，三三维空间内模拟了多个闰同时参与磨损的随机动态磨损过程，将模拟结果与碳钢系列材料的试验结果以及其他研究者的模拟结果进行了比较，验证了模型的有效性，系统地讨论了磨粒的粒度，尖税度和圆锥度对磨损率的影响，结果表明，粒度，尖锐度和圆锥度相互影响，共同决定了磨粒的尺寸效应。     

半固态过共晶高铬铸铁的冲击及磨损性能研究

通过倾斜冷却体法制备了组织中初生碳化物明显细化的半固态过共晶高铬铸铁,其冲击韧性值较常规过共晶高铬铸铁试样提高了大约1倍以上;以常规亚共晶高铬铸铁为标样进行三体磨料磨损试验,结果表明半固态过共晶高铬铸铁与常规过共晶高铬铸铁的相对耐磨性分别比亚共晶高铬铸铁提高了32%和49%.对半固态过共晶高铬铸铁试样的微观分析表明,组织中存在大量的缩松,这对于半固态高铬铸铁韧性、硬度及耐磨性的提高产生了不利的影响,减少或消除缩松对于进一步提高半固态过共晶高铬铸铁的性能具有重要意义.     

涂层对氧化铝/耐热钢基复合材料磨料磨损性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝颗粒表面分别获得了Ni、TiN涂层。用不同涂层的氧化铝颗粒制备了氧化铝颗粒／耐热钢基复合材料，考察了复合材料在900℃下的磨料磨损抗力，结果表明：包Ni氧化铝复合材料的耐磨性是耐热钢的3．27倍，包TiN氧化铝复合材料的耐磨性是耐热钢的2．66倍。进一步的分析表明，包Ni氧化铝与耐热钢的界面结合强度可由无涂层时的0．67MPa提高到4．05MPa，而包TiN氧化铝与耐热钢的界面结合强度只提高到1．80MPa。较低的界面结合强度会导致氧化铝颗粒整体从基体中脱落，而包TiN氧化铝／耐热钢基复合材料的界面抗高温氧化性较差，也导致氧化铝颗粒易从基体中脱落，这两方面的作用是导致包TiN氧化铝复合材料高温磨料磨损抗力低的主要原因。