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两种钢在不同冲击功下的冲击腐蚀磨损性能与机制

王兰 , 邢文静 , 丁厚福 , 杜晓东 , 郑玉贵

物理测试

运用失重法、电化学测试和表面形貌观察，对低碳高合金钢和高锰钢湿磨衬板在酸性介质中的腐蚀、冲击腐蚀磨损性能与机制进行研究。结果表明：低碳高合金钢的腐蚀电流密度比高锰钢的小一个数量级，低碳高合金钢有自钝化倾向，而高锰钢则一直处于活性溶解状态，而且其耐腐蚀随时间的延长进一步恶化；随着冲击功增大，两种钢磨损失重呈不同程度的增大；在2.0 J冲击功下，两种钢的磨损失重相差不大；2.7 J与3.5 J时低碳高合金钢的磨损失重明显较小。2.0 J冲击功下，低碳高合金钢的磨损机制主要为显微切削，高锰钢主要为挤出硬化棱的疲劳剥落和腐蚀磨损；2.7 J冲击功下，低碳高合金钢主要为挤出硬化棱的剥落，高锰钢主要为块状腐蚀剥落；3.5 J冲击功下，低碳高合金钢主要为硬化层的疲劳剥落，高锰钢主要为较深层的大块疲劳剥落。

关键词: 冲击腐蚀磨损 , impact energy , wear mechanism , wear resistant steel , polarization curve

Abrasion Behaviour of Boronized Layer

QU Jingxin WU Xiaoli SHAO Hesheng Beijing Graduate School , China Univeristy of Mining and Technology , Beijing , 100083 , China

材料科学技术（英文）

关键词: boronized layer , null , null

镍铬铸铁的冲蚀磨损行为

王爱琴 , 柳培 , 谢敬佩 , 李继文 , 王文焱

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20130336

利用MCF-30型冲蚀磨损试验机对镍铬铸铁进行冲蚀磨损试验,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、XRD技术对其组织和冲蚀磨损后的形貌进行表征,分析了冲蚀角、冲蚀介质酸碱度对其冲蚀磨损性能的影响,总结了其冲蚀磨损规律.结果表明,镍铬铸铁在960℃风淬+250℃回火处理后,Cr与Fe、C形成(Fe,Cr)3C型合金碳化物,呈断续网状分布,起到了抗磨骨架的作用,Ni固溶于铁素体中强化基体;不同冲蚀角下,其冲蚀磨损曲线呈现“M”形,最大冲蚀率出现在60°冲蚀角;强酸对其冲蚀磨损影响较大,当pH≥3的时候,弱酸对其冲蚀磨损量几乎无影响.对其冲蚀磨损机理进行了分析.

关键词: 冲蚀磨损 , 镍铬铸铁 , 冲蚀角 , 酸度 , 组织 , 形貌 , 磨损机理

新型自润滑YBa2Cu3O7/Cu复合材料的制备及性能

王爱琴 , 李敏 , 谢敬佩

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150428.002

采用草酸盐共沉淀法制备了YBa2Cu3O7 (YBCO)粉体,利用真空热压烧结法制备了不同质量分数的YBCO/Cu复合材料,测定了YBCO/Cu复合材料的密度、硬度和电导率,利用MMU-5GA磨损试验机对YBCO/Cu复合材料进行了摩擦磨损试验.采用XRD、SEM和TEM对YBCO粉体及YBCO/Cu复合材料的微观结构、磨损表面形貌及物相组成进行了表征.研究了YBCO质量分数对YBCO/Cu复合材料组织及性能的影响.结果表明:所制备的YBCO粉体物相为Y123相,其层状结构明显,粉体纯度高、杂质少,粒度达到纳米级;纳米YBCO可显著细化YBCO/Cu复合材料的基体组织,提高复合材料的摩擦学性能.随着YBCO质量分数增加,基体组织中纳米YBCO颗粒分布均匀度降低,逐渐出现团聚;YBCO/Cu复合材料的电导率和密度降低,硬度先升高后降低,摩擦系数逐渐减小.3％ YBCO/Cu复合材料的摩擦磨损性能最好.YBCO/Cu复合材料强化机制为Orowan强化、热错配强化和细晶强化;其磨损机制主要为塑变磨损、磨粒磨损和疲劳剥落.

关键词: YBa2Cu3O7 , Cu , 复合材料 , 自润滑 , 微观组织 , 强化机制 , 磨损机制

不同Ti含量类石墨碳膜干摩擦磨损性能研究

丁兰 , 贺志勇 , 鲍明东 , 徐雪波 , 吴明英 , 张颖

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.020

目的 提高高速钢的干摩擦学性能,探究不同Ti含量掺杂对类石墨碳膜摩擦性能的影响.方法 用非平衡磁控溅射离子镀技术制备了不同Ti含量的类石墨碳膜,用光学显微镜、扫描电子显微镜、Raman光谱、洛氏硬度计、纳米压痕仪等分析薄膜的微观结构和力学性能,用高速线性往复磨损试验机检测薄膜的干摩擦学性能,并用光学显微镜观察磨痕.结果 制备的碳膜表面颗粒尺寸较小,断面致密,且逐渐趋向柱状结构.随着Ti靶溅射电流的增大,逐渐增加的Ti元素打断了sp3键生长,薄膜中生成更稳定的sp2键,且sp2键含量先增大后减小,在0.8 A达到最大,溅射电流为1.1 A时,Ti元素含量最大,sp2键和sp3键都减少.碳膜与基体结合力随着Ti靶电流变大而先增大后减小,在0.8 A结合最佳,约为HF3级.硬度和弹性模量先减小后增加,0.8 A时达到最小.碳膜摩擦系数相比于原样都较低,在0.09~0.12之间.磨损率先增大后减小,维持在(5~15)×10?16 m3/(N·m)左右.结论 不同Ti含量的类石墨碳膜,能明显降低高速钢与钢球对磨的粘着磨损倾向,降低摩擦系数和磨损率.

关键词: 掺Ti , 类石墨碳膜 , 微观结构 , 力学性能 , 摩擦系数 , 磨损率 , 磨损机理

含磨粒润滑条件下3Cr13涂层加速磨损机理研究

濮春欢 , 徐滨士 , 王海斗 , 朴钟宇

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.12.014

提出3Cr13涂层加速磨损失效新的实验方法.采用该方法在MM200摩擦磨损试验机上,对高速电弧喷涂3Cr13涂层在含SiO_2磨粒的润滑条件下磨损失效开展了加速磨损试验,通过对比分析扫描电镜照片筛选合适的磨粒颗粒,并分析SiO_2磨粒加速涂层磨损可能的机理.结果表明:适合3Cr13涂层的加速磨损试验的磨粒粒度为微米级,通过磨损表面照片得出了磨粒在润滑条件下对涂层加速磨损作用主要表现为:微观切削、挤压和磨粒的聚集.

关键词: 3Cr13涂层 , 磨粒 , 加速磨损试验 , 磨损机理

新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能

王佳 , 时捷 , 王存宇 , 董瀚

机械工程材料

对自行研制的新型 ADVANS 450W 马氏体耐磨钢分别进行了(900,1 050,1 200)℃×0.5 h油淬+300℃×2 h空冷处理,然后在MLD-10型动载磨料磨损试验机上,在3.5 J冲击能量下分别进行了石英砂和棕刚玉磨料下的冲击磨料磨损试验,并与ZGMn13钢进行了对比;用X射线衍射仪测定了试验前后钢中残余奥氏体含量的变化,用扫描电镜分析了磨损机理.结果表明:在900℃奥氏体化淬回火得到的试验钢能够获得较高的硬度,强韧性匹配较理想,在不同类型磨料下其耐磨性都优于其它处理条件和ZGMn13钢的,磨损试验后磨损面硬度明显提高,且存在一定深度的塑性变形层,钢中的残余奥氏体转变为马氏体;在棕刚玉磨料下,磨损机理以显微切削为主,在石英砂磨料下,磨损机理以塑变疲劳为主.

关键词: 马氏体钢 , 耐磨性 , 磨料 , 磨损机理

TC11合金的高温磨损行为和耐磨性

张秋阳 , 王兰 , 李新星 , 王树奇

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.10.003

采用高温磨损试验机对TC11合金进行了400～ 600℃高温干滑动磨损试验,研究了TC11合金的高温磨损行为和耐磨性;并通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析仪(EDS)对磨面和亚表层的物相、形貌和成分进行分析,并探讨了磨损机制.在400℃下随着载荷增加磨损率略有增加,超过200 N时磨损率出现快速提高;当温度进一步提高至500～ 600℃时,磨损率降到最低,且不随载荷增加而变化.分析表明,在400℃时,磨面上出现塑性变形和撕裂的痕迹以及沿滑动方向的犁沟,同时出现致密的黑色光滑区和剥落区,磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化轻微磨损.而在500～ 600℃,磨损表面均为致密的黑色光滑区和剥落区,且600℃时的剥落区小于500℃时的,磨损机制为氧化轻微磨损.亚表层分析表明,在高温下磨损表面均形成一层摩擦氧化物层,在400℃时摩擦氧化物层厚度为5 ～8 μm,而在500～ 600 ℃,摩擦氧化物层增加到10～ 15 μm,且摩擦氧化物层的致密度随温度增加而提高.摩擦层显示出高的硬度,可达到HV1000以上,而且随着温度增加,显微硬度显著增加.

关键词: TC11合金 , 高温磨损 , 耐磨性 , 摩擦氧化物 , 磨损机制

Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷的制备及切削性能研究

古尚贤 , 郭伟明 , 曾俊杰 , 伍尚华 , 蒋强国 , 高棱

人工晶体学报

以TiC0.5N0.5粉为导电第二相,利用热压烧结制备了Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷.研究了不同含量TiC0.5N0.5对Si3N4陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能、导电性能、切削性能及磨损机理的影响.结果表明:高温下TiC0.5N0.5与Si3N4具有良好稳定性,烧结后获得致密的Si3 N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷;导电第二相的增加可以明显改善氮化硅陶瓷的电学性能,并且有助于提高Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷的硬度和断裂韧性,但不利于Si3 N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷的抗弯强度;当含量超过25vol％时,硬度增幅变缓,断裂韧性下降;在高速切削过程中,随着切削时间增加,后刀面磨损增大,刀具切削温度增加;STCN20切削性能最好,当TiC0.5N0.5含量超过20vol％时会加剧刀具的磨损;Si3N4-TiC0.5N0.5复相陶瓷刀具的磨损机制主要是机械摩擦导致的磨粒磨损,并伴随少量的粘结磨损.

关键词: Si3N4-TiC0.5N0.5 , 电阻率 , 陶瓷刀具 , 切削性能 , 磨损机理

高速电弧喷涂含稀土FeMnCrNiAl/Cr_3C_2复合涂层的组织与耐磨性能

晁拥军 , 刘少光 , 戴炎彬 , 苏茂 , 郦剑 , 桑劲鹏

材料热处理学报

利用高速电弧喷涂技术在20钢表面分别制备了含稀土和不含稀土的FeMnCrNiAl/Cr3C2涂层。结合光学显微镜、显微硬度、场发射扫描电子显微镜、能谱分析等分析方法对喷涂层的微观组织、显微硬度、结合强度、常温滑动摩擦磨损、高温冲蚀磨损等性能进行研究。结果表明：FeMnCrNiAl/Cr3C2涂层具有较高的结合强度、显微硬度和耐磨性能,加入稀土能降低涂层摩擦系数、提高涂层常温滑动磨损和高温冲蚀磨损性能。

关键词: 高速电弧喷涂 , 中间合金 , 复合涂层 , 磨损机理