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研究含石墨(Gr)和氮化硅纳米颗粒金属型搅拌铸造LM16合金的摩擦学性能.在干滑动摩擦条件下分别制备Al?Gr?Si3N4混杂复合材料、Al?Si3N4和Al?Gr纳米复合材料.采用EDS测试技术确保Si3N4纳米颗粒和石墨在铸件中的均匀分布.采用L9正交实验方法进行实验以研究应用载荷(20,30和40 N)和滑动距离(1,2和3 km)对合金摩擦磨损性能的影响.结果表明:与Al?Si3N4纳米复合材料相比,Al?Gr?Si3N4混杂复合材料的磨损率和摩擦因数(COF)分别降低了25%和15%,而Al?Gr纳米复合材料的磨损率和COF很小.混杂复合材料的显微维氏硬度比普通复合材料的提高了14%,而Al?Gr和Al?Si3N4纳米复合材料的显微硬度无明显变化.用扫描电镜对合金磨损表面和次表面的组织进行观察.结果表明,纳米复合材料的主要磨损机理为磨粒磨损,而混杂复合材料的主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损.方差分析(AVOVA)和F检验用于验证模型的有效性及确定影响磨损率的显著性参数.

关键词: 磨粒磨损 , Si3N4 , 石墨 , 混杂复合材料 , 载荷 , 滑动距离 , 方差分析

激光熔覆仿生非光滑表面磨粒磨损性能的研究

刘敬 , 高晓丽 , 徐杨 , 陈晓敏 , 凌刚

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.12.006

以鲨鱼盾鳞表面非光滑形态为模型,制备了由镍基合金粉末熔覆层和45钢基体构成的起伏型、平面型仿生非光滑试样,并进行磨粒磨损实验和磨痕观察,分析磨损机理.结果表明:平面型涂层耐磨性明显优于起伏型涂层;设计和制备耐磨性良好涂层的判据是几何硬化率(GHR)不小于50％.起伏型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与磨头对硬化带的冲击磨损机制共同作用.平面型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与表面几何形貌非光滑磨损机制相结合.

关键词: 激光熔覆 , 仿生非光滑涂层 , 磨粒磨损 , 开沟圆盘

Cr的添加对WCp/铁基表层复合材料三体磨料磨损性能的影响

李祖来 , 蒋业华 , 周荣 , 陈志辉 , 山泉

材料热处理学报

采用真空实型铸渗(V-EPC)工艺制备碳化钨颗粒增强铁基表层复合材料,观察并研究其基体组织和抗三体磨料磨损性能.结果表明,基体组织的变化对复合材料的磨损性能产生显著的影响,随着Cr含量的增大,复合材料基体组织中的碳化物含量增加,形貌由长条状向块状转变.而复合材料的三体磨料磨损性能随着Cr含量的增大呈增加趋势,与未添加Cr的表层复合材料相比,当基体中Cr含量为27.4％时,表层复合材料的三体磨料磨损性能提高了40.6％.Cr的添加可提高WCp/铁基表层复合材料三体磨料磨损性能的机制为双“阴影效应”和“支撑效应”的协同作用.

关键词: 颗粒增强复合材料 , 磨料磨损 , 真空实型铸造 , 基体组织

Fe-Cr-B-C堆焊合金的组织与耐磨性

王智慧 , 万国力 , 贺定勇 , 蒋建敏 , 崔丽

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.09.010

采用药芯焊丝气体保护堆焊方法制备Fe-Cr-B-C堆焊合金,利用金相、SEM、XRD等方法,分析了不同硼含量对堆焊合金组织及硼化物形貌的影响.结果表明:Fe-12Cr-xB-0.1C合金的显微组织由铁素体+奥氏体+(Fe,Cr)2B+ (Fe,Cr)23(B,C)6组成.当硼含量＜3％(质量分数,下同)时,随着硼含量增加,硼化物形态逐渐由断续网状转变为网状;当硼含量≥3％时,随着硼含量增加,初生块状(Fe,Cr)2B数量逐渐增加,其尺寸和分布更均匀,硼化物主要呈块状、条状、鱼骨状、蜂窝状及菊花状分布.初晶(Fe,Cr)2B近似呈四边形柱状体,趋向垂直于堆焊层表面生长.当硼含量≤4％时,硼的增加能显著提高Fe-Cr-B-C堆焊合金的硬度及耐磨性.

关键词: 堆焊合金 , 显微组织 , 硼 , 硼化物 , 磨粒磨损

炭化温度对层状结构受电弓滑板性能的影响

卢文博 , 王成国 , 袁华 , 陈旸

功能材料

研究了不同的炭化温度对层状结构受电弓滑板性能的影响。将受电弓滑板在400、600、800℃的氮气气氛中进行热处理,通过测试受电弓滑板的密度、耐温性、导电性、抗冲击性和耐磨性能,讨论了炭化温度对其性能的影响;利用SEM观察磨损表面,分析磨损机理。结果表明层状结构受电弓滑板的密度随炭化温度的升高而减小;当炭化温度高于600℃时,受电弓滑板表现出良好的耐温性。炭化提高了材料的导电性,但冲击强度和耐磨性随炭化温度的升高而降低;炭化温度较低时,受电弓滑板的磨损机制为粘着磨损为主,当炭化温度较高时,磨粒磨损和粘着磨损成为主要的磨损形式;确定最佳炭化温度为600℃,该温度下炭化处理后具有较好的综合性能,符合TB/T 1842.2-2002标准的相关规定。

关键词: 炭化温度 , 受电弓滑板 , 酚醛树脂 , 耐温性 , 粘着磨损 , 磨粒磨损

新型中锰马氏体高强度钢的耐磨性能

孙荣民 , 徐文欢 , 王存宇 , 邱建备 , 曹文全

钢铁

利用销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验研究碳质量分数分别为0.12%和0.19%新型中锰马氏体高强度钢的磨损行为,并与Hardox450钢和21C钢进行耐磨性能对比。用磨损失重量表征耐磨性能,利用LOM、SEM和XRD等设备研究材料磨料磨损机制。结果表明,新型中锰钢耐磨性能与Hardox450钢及21C钢相当。在销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验中,马氏体高强钢的耐磨性能与材料的硬度呈线性关系,硬度越高,材料耐磨性越好。由于锰的添加,新型中锰钢的优点不仅在于具有锰的固溶强化特性提高耐磨性能,还在于该钢的淬透性几乎与该钢的冷却速度无关,因而该钢具有大规模工业生产的潜力。

关键词: 耐磨钢 , 马氏体 , 高强度 , 磨料磨损

Abrasive Wear Behavior of High Chromium Cast Iron and Hadfield Steel-- A Comparison

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 磨粒磨损性能 , 高铬铸铁 , 高锰钢 , 磨损试验 , 摩擦系数 , 显微镜检测 , 水泥工业 , 质量损失

单晶金刚石刀具切削各向同性热解石墨的磨损机理

王奔 , 刘东玺 , 王明海 , 印文典 , 郑耀辉

人工晶体学报

为了研究各向同性热解石墨切削过程中单晶金刚石刀具磨损及其对加工质量的影响,对各向同性热解石墨材料进行了切削试验.观测了刀具磨损形貌的演变过程,分析了刀具磨损机理以及刀具磨损对加工表面质量的影响.研究结果表明,在切削距离逐渐增加的情况下,单晶金刚石刀具后刀面磨损区域逐渐增大,磨损形貌分为平行沟槽和微细网状两种.切削过程中产生的颗粒状切屑和交变应力分别是导致磨粒磨损和解理磨损的主要原因.切削距离300 m内,试件加工表面粗糙度值Ra在0.2～0.4 μm之间波动,切削距离达到l000 m以后,试件加工表面粗糙度值明显增大,但是保持了相对稳定,表面粗糙度值Ra约为0.8μm.

关键词: 金刚石刀具 , 刀具磨损 , 各向同性热解石墨 , 磨粒磨损 , 解理磨损