Corrosion-wear behavior of nanocrystalline Fe_(88)Si_(12) alloy in acid and alkaline solutions

The corrosion-wear behavior of a nanocrystalline Fe_(88)Si_(12) alloy disc coupled with a Si_3N_4 ball was investigated in acid(pH 3) and alkaline(pH 9) aqueous solutions. The dry wear was also measured for reference. The average friction coefficient of Fe_(88)Si_(12) alloy in the pH 9 solution was approximately 0.2, which was lower than those observed for Fe_(88)Si_(12) alloy in the pH 3 solution and in the case of dry wear. The fluctuation of the friction coefficient of samples subjected to the pH 9 solution also showed similar characteristics. The wear rate in the pH 9 solution slightly increased with increasing applied load. The wear rate was approximately one order of magnitude less than that in the pH 3 solution and was far lower than that in the case of dry wear, especially at high applied load. The wear traces of Fe_(88)Si_(12) alloy under different wear conditions were examined and analyzed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results indicated that the tribo-chemical reactions that involve oxidation of the worn surface and hydrolysis of the Si_3N_4 ball in the acid solution were restricted in the pH 9 aqueous solution. Thus, water lubrication can effectively improve the wear resistance of nanocrystalline Fe_(88)Si_(12) alloy in the pH 9 aqueous solution.     

Corrosion-wear behavior of nanocrystalline Fe88Si12 alloy in acid and alkaline solutions

The corrosion-wear behavior of a nanocrystalline Fe₈₈Si₁₂ alloy disc coupled with a Si₃N₄ ball was investigated in acid (pH 3) and alkaline (pH 9) aqueous solutions. The dry wear was also measured for reference. The average friction coefficient of Fe₈₈Si₁₂ alloy in the pH 9 solution was approximately 0.2, which was lower than those observed for Fe₈₈Si₁₂ alloy in the pH 3 solution and in the case of dry wear. The fluctuation of the friction coefficient of samples subjected to the pH 9 solution also showed similar characteristics. The wear rate in the pH 9 solution slightly increased with increasing applied load. The wear rate was approximately one order of magnitude less than that in the pH 3 solution and was far lower than that in the case of dry wear, especially at high applied load. The wear traces of Fe₈₈Si₁₂ alloy under different wear conditions were examined and analyzed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results indicated that the tribo-chemical reactions that involve oxidation of the worn surface and hydrolysis of the Si₃N₄ ball in the acid solution were restricted in the pH 9 aqueous solution. Thus, water lubrication can effectively improve the wear resistance of nanocrystalline Fe₈₈Si₁₂ alloy in the pH 9 aqueous solution.     

载荷对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层摩擦磨损性能的影响

用脉冲电沉积技术制备表面平整光亮的纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、SEM、EDS等方法研究了纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的微观组织结构、表面形貌和合金成分.研究了干滑动摩擦条件下纳米晶镀层的摩擦磨损性能、磨损后的组织结构和硬度的变化.结果表明：纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单相面心立方结构.镀层的摩擦系数和磨损量随着摩擦载荷的提高而增大,即镀层的耐磨性随载荷的提高而下降.摩擦磨损使纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层发生晶粒长大,摩擦载荷越大,磨损后镀层的硬度越低.     

机械合金化Fe40Ni40Si20纳米晶固溶体

机械合金化方法制备了Fe—Ni—Si三元系合金,利用X射线衍射仪研究了合金化过程中的 相变行为,计算了晶粒尺寸及微观应变。结果表明,经36小时球磨可形成α-Fe(bcc)和γ-Fe(fcc) 两相混合纳米晶固溶体;继续球磨,过饱和α相逐渐分解并向γ相转化,72小时后可得单相γ-Fe纳 米晶固溶体。球磨晶粒尺寸可达12 nm,微观应变随球磨时间先增加后减小。     

准晶对AZ91微观组织及摩擦磨损性能的影响

采用普通铸造法制备含高体积分数准晶相的Mg-Zn-Y(MZY)准晶中间合金。经SEM,EDS、XRD检测和摩擦磨损试验,研究MZY准晶颗粒加入量对AZ91基体合金微观组织及耐磨性能的影响。结果表明:MZY准晶颗粒可以明显细化AZ91合金的铸态组织,且骨骼状连续网状分布的β-Mg17Al12相断裂为弥散的岛状,合金的铸态组织中除α-Mg相、β-Mg17Al12相外还出现弥散分布在晶界处的高温稳定的Mg3Zn6Y准晶相;在不同载荷条件下,添加质量分数为6%的MZY准晶合金试样的摩擦因数由0.68减小至0.26,在100 N载荷下干摩擦30 min,其质量磨损量仅为基体合金质量的46.2%,磨损机理由基体的黏着摩擦转变为磨粒摩擦。     

高温下等离子喷涂涂层的减摩和抗磨特性

采用等离子喷涂工艺以最佳工艺参数制得 Ｃｒ２Ｏ３涂层。在 ＳＲＶ高温摩擦磨 损试验机上测量了该涂层与Ａｌ２Ｏ３球对磨从室温到８００℃时的摩擦系数和磨损量，结 果发现摩擦系数和磨损量都随温度上升而下降。 ＡＥＳ和 ＳＥＭ分析和观察磨损表面结 果表明；常温时涂层磨损机制为断裂磨损；高温时磨损表面发生材料转移和塑性流动， 并且在涂层表面有致密保护膜生成，该致密保护膜不仅降低摩擦系数而且降低涂层磨损。 文中还讨论了负荷对摩擦系数和涂层磨损的影响。     

含铝量对锌基合金耐磨性的影响

研究了含铝量对高铝锌基合金在边界摩擦条件下耐磨性的影响，并探讨了锌基合金的磨损机理。研究结果表明，随着含铝量的提高，锌基合金的摩擦系数减小，耐磨性提高，在高速重载条件下，含铝量为４８％的高铝锌基合金的耐磨性最佳。     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结(MA-SPS)制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液(SBF)中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.     

碲对镍铬合金耐磨损性能的影响

在镍铬合金粉末中加入微量碲元素,通过球磨机械搅拌混合后,采用氧乙炔非真空烧结工艺制备试样,用HBRV-187.5布洛维硬度仪、MMW-1立式万能摩擦磨损试验机和扫描电镜检测合金的洛氏硬度、耐磨损性能、磨损形貌和摩擦系数等性能.试验表明:合金在无润滑干摩擦条件下,碲的质量分数为0.8%～1.0%时,具有最高的洛氏硬度、最少的磨损失重量、最少的磨损脱落,很浅的沟槽及很稳定的摩擦系数曲线.由于微量碲元素的加入,合金生成新的相,起到提高合金硬度和稳定合金磨损性能的作用.     

NC30 Fe合金在氯化钠溶液中的微动腐蚀特性

在PLINT微动磨损试验机上附加电化学测试系统,采用十字交叉接触方式,位移幅值为100μm,法向载荷20、50和80 N条件下,研究NC30Fe合金传热管在氯化钠溶液中的微动腐蚀行为。使用电化学工作站记录微动腐蚀过程中开路电位变化,运用电位扫描法测量微动过程的极化曲线;采用扫描电子显微镜观察磨痕的表面形貌,光学轮廓仪测定磨痕的三维形貌及磨损量。微动磨损使损伤区域金属原子活性增大,腐蚀倾向增大,加速了NC30Fe合金的腐蚀。在氯化钠溶液中,NC30Fe合金由于微动磨损过程产生腐蚀产物膜起到润滑减摩作用,摩擦系数较纯水中降低;但因腐蚀与磨损的交互作用,在氯化钠溶液中的磨损量比纯水中高。氯化钠溶液中的磨损机制主要表现为磨粒磨损和剥层的共同作用。     

Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金,研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸,但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响,通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加,合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失,当Mn/Fe质量比为0.7时,富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相,此时,合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升,磨损机制以磨料磨损方式为主.     

离子注入对Cr4Mo4V轴承钢摩擦学性能的影响

在Cr4Mo4V轴承钢表面等离子体浸没注入(PIII)了氮离子(N+)、类金刚石(DLC)、碳化钛(TiC),测量了处理前后试样表面的显微硬度,在干摩擦条件下进行了与Si3N4陶瓷球对磨的摩擦学实验,通过光学显微镜观察了磨损表面形貌,分析了磨损机理。结果表明:离子注入后显微硬度明显增大,注入TiC的试样增幅最大,达到54.7%;注入TiC的试样摩擦系数下降到约0.2,最小磨痕宽度减小了50%;未处理和注入N+试样的磨损机理主要以粘着磨损为主,但注入N+试样磨损程度有所减轻;注入DLC和TiC的试样主要磨损机理以疲劳磨损为主;离子注入TiC表面改性的表面综合性能最好,其次为注入DLC、注入N+。     

高铝铜合金激光熔敷层高载荷干摩擦下的摩擦磨损特性

采用激光熔覆技术在45#钢基体上制备高铝铜合金涂层,对涂层进行较高载荷下的干摩擦磨损实验研究,测定不同载荷下涂层的摩擦系数,观察涂层的磨损形貌,测量涂层不同载荷下的磨损失重量,探讨涂层的磨损机理。结果表明:随外加载荷的增加,激光熔覆层的摩擦因数变化很小,其值在0.65～0.83,具有很好的摩擦稳定性,磨损量随载荷的增加逐渐增大,但不同载荷下涂层的磨损机理不同,在100N的较低载荷下,涂层以磨粒磨损和刮擦磨损为主,随载荷增加到200、300N时,磨损失重的主要原因是切削磨损和磨粒磨损,当载荷超过400N时,涂层的磨损形式则以磨粒磨损、粘着磨损和剥落磨损的复合磨损形式体现.     

机械研磨对FeCuNbSiB微晶合金组织结构的影响

机械研磨对ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ微晶合金组织结构的影响张建强，吴炳尧朱建军（东南大学机械工程系，南京２１００１８））（电子工业部第十四研究所，南京２１０００３）ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ微晶合金是指由该材料制得的非晶带在略高于晶化温度退火而形成的具有纳米晶相和残...     

氮化硅陶瓷的摩擦磨损特性

采用无压烧结和反应烧结两种方法制备氮化硅陶瓷，利用拴盘式摩擦实验机考察了氮化硅与ＧＣｒ１５球对磨的摩擦损特性，结果表明，虽然氮化硅具有较高的摩擦系数，但磨损率较低，特别是在水和油等介质存在的条件下，氮化硅具有低摩擦和磨损的特性。     

Fabrication and characterization of nanocrystalline Al/Al12（Fe,V）3Si alloys by consolidation of mechanically alloyed powders

The aim of this study was to produce bulk nanocrystalline Al/Al12（Fe,V）3Si alloys by mechanical alloying （MA） and subsequent hot pressing （HP） of elemental powders. A nanostructured Al-based solid solution was formed by MA of elemental powders for 60 h. After HP of the as-milled powders at 550℃ for 20 min, the Al12（Fe,V）3Si phase was precipitated in a nanocrystalline Al matrix. Scanning electron microscopy （SEM） images of the bulk samples represented a homogeneous and uniform microstructure that was superior to those previously obtained by rapid solidification-powder metallurgy （RS-PM）. Nanostructured Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si and Al-11.6Fe-1.3V-2.3Si alloys ex-hibited high HV hardness values of～205 and～254, respectively, which are significantly higher than those reported for the RS-PM counter-parts.     

铝合金表面纳米化--微弧氧化复合涂层摩擦行为

通过表面机械研磨处理在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化( SNC)过渡层,再采用微弧氧化( MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化( SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了铝合金表面微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层的摩擦学行为。与微弧氧化涂层相比,纳米化-微弧氧化复合涂层因硬度较高而具有较好的耐磨性。微弧氧化涂层及纳米化-微弧氧化复合涂层与GCr15钢球对磨时具有相同的磨损机理,为对磨钢球向涂层的材料转移和氧化磨损。     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.     

不同润滑状态下塑料合金轴承的摩擦实验

用MPV－200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯（简称UHMW－PE）塑料合金轴承分别在水润滑和干摩擦条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等对塑料合金轴承的摩擦学性能的影响，结果表明：摩擦系数用水润滑的小，干摩擦下的大；但磨损率用水润滑时大，干摩擦时小。对磨损机理进行了系统的分析，为兼合金轴承的实际应用提供理论依据。     

电沉积Ni—P—Si3N4复合镀层的摩擦学特性

通过摩擦磨损试验、Ｘ射线衍射分析和电子探针分析等，研究电沉积Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的摩擦磨损机理及其与结构和力学特性的关系。结果表明，在干摩擦条件下，复合镀层中的Ｓｉ３Ｎ４微粒能有效降低摩擦副之间的粘着脱落和犁沟效应；在油润滑条件下，复合镀层中Ｓｉ３Ｎ４微粒起到支承载荷作用，同时有利于边界润滑膜的形成，避免粘着磨损，复合镀层中Ｓｉ３Ｎ４微粒共析量的增加是提高复合镀层耐磨性的重要因素。