不同环境介质中TC4合金微动磨损机理研究

采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在混合滑移状态下微动磨损机制.结果表明:混合状态下,摩擦系数曲线在3种介质中变化趋势基...     

Inconel600合金高温微动磨损特性

采用SRV-Ⅳ高精度微动磨损试验机研究核电材料Inconel600合金的高温微动磨损行为和机制.温度升高有利于黏着区的形成,抑制微滑区的产生,促使摩擦系数和磨损量逐渐减小.摩擦氧化主要发生在环状滑动区,中心黏着区相对很少.高温下氧元素分布较室温下的更加聚集.中心黏着区表面氧含量较低,表层大量存在Ni、Cr和Fe的单质.磨痕表面氧化物由NiO、Cr2O3和Fe3O4组成.室温和高温条件下磨痕表面中心黏着区和环状滑动区交界处产生了微裂纹,高温下裂纹萌生在微滑区,与室温下相比,高温下裂纹萌生的数量更少,长度更短.     

完全滑移区690TT合金管微动磨损特性研究

针对蒸汽发生器中传热管与防振条的微动磨损行为,采用自主设计的微动磨损实验装置开展了690TT合金管与304不锈钢板的切向微动磨损实验,研究了循环周次对磨损量和磨损机制的影响．结果表明：由于初始氧化膜的存在,摩擦系数经历了跑合、上升、下降和稳定阶段,稳定摩擦系数约为0.78.Ft-D曲线形状随着循环周次增加由扁平状逐渐加宽趋近于菱形,稳定后保持为平行四边形,随着循环周次继续增加,由于磨痕边缘处磨屑堆积增多,致使最大位移处存在局部较高的Ft值,但微动运行始终处于完全滑移区．磨损量与循环周次表现出明显的正相关,随着循环周次增加磨损体积首先保持平稳增长,N=8×10~4之后增长明显,8×10~4至1×10~5周次循环磨损体积增大了将近1倍．N=2×10~4时主要磨损机制为磨料磨损和剥层,N=4×10~4至N=8×10~4磨料磨损迹象减弱,磨损机制主要为剥层,N=1×10~5时磨损机制为磨料磨损和剥层的混合且犁沟尺寸较大．磨痕亚表层显微硬度随循环周次增加而增大,N=1×105对应的磨痕亚表层硬度约为基体的1.5倍,加工硬化显著．经过1×10~5周次循环在磨痕亚表面形成了约6μm厚的摩擦磨损结构转...     

微动摩擦条件下镍自润滑复合材料摩擦磨损特性的研究

用热压法生产Ni-MoS2自润滑复合材料,研究了在微动摩擦条件下的室温和高温自润滑特性。结果表明,含60%MoS2的材料室温自润滑性能最好;而进一步适当提高MoS2含量对改善高温自润滑性能有利;该材料的润滑性能是通过MoS2转移润滑膜实现的,是一种适合在微动摩擦条件下使用的具有良好自润滑性能的复合材料。     

考虑微动磨损的螺栓联接计算

微动磨损引起螺栓联接失效，分析磨损过程和失效原因，考虑螺栓轴向弹性变形及接触面上的粗糙峰被碾平等因素，提出了防止失效的计算方法和公式。     

纯钛在蒸馏水和Saline溶液中的微动腐蚀行为

采用液压高精度微动试验机研究了球／平面接触纯钛摩擦副在蒸馏水和Saline溶液介质中的微动腐蚀特性,在动力学特性分析的基础上,用激光共焦扫描显微镜（LCSM）观察了磨痕表面形貌并测量了磨损体积。结果表明：蒸馏水和Saline溶液降低了摩擦系数,改变了微动运行区域;干态下的体积磨损量最小,3种介质中的摩擦系数与磨损体积均随位移的增大而增大,微动磨损机制主要表现为粘着与剥落;水基介质中,磨损与腐蚀的交互作用显著加速了钛的材料流失。     

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。     

热处理对TC4合金应力松弛行为的影响

通过应力松弛实验，研究了不同热处理状态对软合金应力松弛行为的影响。结果表明，退火状态的软合金较固熔时效态的试样应力难于松弛，但这种差异随温度的升高而减小。由实验得出的塑性应变速率与应力关系曲线均呈现两段直线，说明在应力松弛变形中存在槛应力，固熔时效态试样应力值要小于退火态。     

激光快速成型TC4合金显微组织及力学性能

采用金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸机等,研究了激光快速成型TC4合金沉积态在平行沉积方向和垂直沉积方向的组织和力学性能.结果表明:激光快速成型TC4合金沉积态宏观组织沿沉积方向生长的粗大β柱状晶呈明暗相间的条带状结构,具备典型的魏氏组织特征;垂直沉积方向的强度比平行沉积方向的强度高,但塑性低;合金断口为韧窝状断口,垂直沉积方向的断口韧窝尺寸比平行沉积方向的小.     

1Cr13不锈钢微动腐蚀中腐蚀与磨损交互作用

利用自制的微动腐蚀系统研究１Ｃｒ１３在ＮａＣｌ溶液中腐蚀与磨损的交互作用。实验发现阴极保护不能完全抑制１Ｃｒ１３在质量分数为３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀,同时又考虑到液体润滑作用与交互作用对微动腐蚀质量损失的影响效果相反,应该将其区分开来,建议用一种新的数学模型来定量化评价交互作用。     

油、水介质对GCr15钢微动磨损特性的影响

采用PLINT高精度液压伺服式微动磨损试验机,在法向载荷100N、频率2Hz、位移幅值1 5～60μm,以及大气、纯净水和液压油3种不同介质条件下,对GCr15钢进行了微动磨损试验.动力学分析结合光学显微镜和激光共焦扫描显微镜(LCSM)的微观观察结果显示:流体介质对微动运行区域有轻微改变;液压油和纯净水介质明显降低了微动摩擦因数、磨痕深度和磨斑尺寸,表现出明显的润滑作用,而液压油的润滑效果明显优于纯净水 微观分析表明,3种介质条件下的微动磨损是磨粒磨损和剥层机制共同作用的结果.     

圆柱/平面径向微动磨损特性及其对疲劳寿命的影响

从微动磨损特性出发,建立圆柱/平面微动磨损分析模型,通过ANSYS计算接触面的接触应力状态和接触面的相对滑移量,得到接触面的接触半径和微动磨损状况.将微动磨损条件下的疲劳寿命划分为微动磨损阶段、疲劳裂纹萌生和裂纹扩展3个阶段,给出接触疲劳应力下3个阶段的疲劳寿命计算方法,结合圆柱/平面径向微动磨损实例进行疲劳寿命估算.结果表明,接触面的应力集中导致裂纹萌生点,将单次施载的磨损量工况下疲劳寿命进行比较,得出微动磨损使构件的疲劳寿命降低,无微动磨损下疲劳寿命约为107.     

微动摩擦磨损实验教学的探索与实践

为深化对机械原理、机械设计、机械设计基础等课程中有关零部件接触表面间的微动摩擦磨损知识的理解,培养科研和工程意识,激发创新能力,研制了微动摩擦磨损实验机,开设了微动摩擦磨损实验。本文结合教学实践,对此进行了实验教学方法的探讨。     

选区激光熔化激光能量在TC4粉末中分布特性研究

为了研究粉末分布对选区激光熔化过程中能量吸收的影响,提出具有更高精度的热源模型,通过最速下降和坐标轮换相结合的方法获取粉末颗粒的分布,依据射线追踪原理统计粉末床对激光能量的吸收情况,分析了粉末分布对激光能量吸收的影响,并按照能量分布特性,提出了考虑粉末影响的新热源模型。结果表明：通过最优化方法构建的粉末模型,避免了物理参数估计的误差,与实验结果仅有4%的误差;能量吸收在深度方向有减弱的趋势,在水平方向近似满足正态分布,由此构建的热源模型应用于熔池预测,熔池宽度误差为6.4%,连接处宽度误差为9.6%。该文提出的基于粉末分布的热源模型更准确地描述了能量的分布,提高了温度场的仿真精度,可对后续更精确的温度场仿真技术研究提供一定的参考。     

几种合金粉末喷涂层的摩擦磨损特性

通过扫描电于显微镜观察、Ｘ射线能谱分析、显微硬度测定和干摩擦磨损试验，本文研究了Ｍｉ＋４Ｂ微晶粉末、Ｇ３０２铁基喷涂粉末和Ｍ＿８０Ｓ＿２０铁基非晶自熔合金粉末喷涂层的组织和耐磨性．结果表明，Ｍ＿８０Ｓ＿２０ｓ喷涂层内仍保留一定数量的高硬度的合金非晶质点，粉末颗粒塑性变形大，层状结构明显，结合充分；Ｍ＿２十４Ｂ喷涂层仍保持粉末高速钢的组织特性，粉末颗粒塑性变形最小，层内有较多的孔洞和空隙；Ｇ３０２喷层的结合情况介于两者之间。三种合金喷涂层均具有比ＧＣｒ１５钢高得多的耐磨性。     

雷达目标微动特性研究

 雷达目标微动特性是当前目标探测与识别领域的新兴研究方向和热点课题,随着近10年的发展积累了一些研究成果。本文重点综述了微动目标雷达回波调制效应、微动特征提取、微动目标雷达成像、微动特性测量及雷达波形设计等方面的研究成果,部分成果已应用于空间/空中目标探测与识别等领域。本文的研究成果及结论为进一步推动国内微动特性研究提供参考和基础。     

高分子材料抗微动磨损的转移膜机理

对聚四氟乙烯、聚酰亚胺及其几种填充增强改性的高分子材料与ＧＣｒ１５钢球配对时微动磨损特性进行评价，并通过钢球表面上聚合物转移膜形貌的显微镜观察和组成的能谱分析，探讨高分子材料经填充改性后抗微动磨损性能得到改善的转移膜机理，还讨论了ＰＴＦＥ、石墨、铜粉等固体填充剂的摩擦学行为。     

TC4合金静动态断裂韧性KIC、KId相关性研究

对TCA钛合金经不同热处理后,平面应变断裂韧性KIC、动态断裂韧性KId及拉伸性能σP0.2的相关性进行了研究,给出了三者间的经验关系式。     

激光立体成形TC4钛合金动态剪切特性研究

采用微型霍普金森压杆装置和双剪切试样对激光立体成形TC4钛合金的高应变率动态剪切特性进行了研究.通过数值模拟方法从应力、应变均匀性和应力三轴度方面对双剪切试样的缺口形状、剪切区宽度和长度进行优化设计.采用实验方法,分析了不同取向的激光立体成形沉积态TC4钛合金的高应变率（10⁴ s^-1量级）剪切性能.结果表明,动态剪切力学性能并没有明显的各向异性,流动应力随应变率的增大而增加,二者大致呈线性关系.     

TC4合金表面激光熔覆CoCrW涂层工艺和性能

为提高TC4钛合金表面耐磨性和耐腐蚀性,利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面激光熔覆制备CoCrW涂层,并对其工艺及耐磨性和耐蚀性进行研究。结果表明：CoCrW熔覆层和TC4基体有着良好的冶金结合,熔覆涂层显微组织均匀致密,主要由树枝晶组成。在激光工艺参数中,扫描速度、离焦量、光斑直径和搭接率一致情况下,当激光功率为3000 W时,所得熔覆层硬度最大为1160 HV,为TC4基材硬度324 HV的近4倍,且在该功率下,CoCrW熔覆层平均摩擦系数最低为0.2363,磨损量最小,表现出较好的耐磨特性,磨损机制为磨粒磨损和轻微的黏着磨损;而TC4基材的平均摩擦系数为0.3598,磨损机制为黏着磨损和疲劳剥落磨损,此时,熔覆层的电化学腐蚀电位较高,腐蚀速率较低,表现出良好的耐蚀性。