Ti-6Al-4V合金的加温辅助滚压及微动磨损性能

采用加温辅助滚压(WAB)工艺对Ti-6Al-4V合金表面进行了改性处理.通过扫描电子显微镜、BMT.3D表面形貌测量仪、维氏显微硬度计和VHX-600E超景深三维显微镜对改性表面进行了表征.然后在SRVⅣ微动磨损试验机上考察了未处理样、常温滚压(BU)处理样以及WAB处理样在干摩擦状态下的摩擦磨损性能.结果表明:WAB处理可以显著降低Ti-6Al-4V合金的表面粗糙度,并在合金表面生成一层较厚的硬化层;与BU处理样以及未处理样相比,WAB处理样的摩擦系数和磨损量最小;未处理样的磨损形式为粘着磨损,同时伴随轻微的塑性变形,BU处理样和WAB处理样的磨损形式为磨粒磨损,并伴随轻微疲劳剥落.由此可知,WAB工艺可以较大幅度地提高Ti-6Al-4V合金的抗微动磨损性能.     

P20钢等离子体氮化/DLC双重处理研究

为了提高DLC膜与P20塑料模具钢基体间的结合强度,采用高功率大电流脉冲电源,实现P20钢氮化及氮化/DLC连续双重处理。采用SEM、XRD和显微硬度仪对其表面结构、相组成及显微硬度进行测试分析,结果表明:氮化处理增大试样表面粗糙度,氮化层由γ'-Fe4N相和ε-Fe(2,3) N相组成,硬度由240HV0.05上升到830HV0.05;压痕法结合力测试和摩擦磨损实验结果表明,氮化处理提高DLC膜基结合力和摩擦磨损性能。     

超声表面滚压加工参数对40Cr表面粗糙度的影响

研究了超声表面滚压加工各种加工参数对供货态40Cr轴表面粗糙度的影响。采用表面粗糙度分析仪对初始及加工表面进行测定,并使用显微硬度计测量该技术对40Cr表层沿深度方向的硬化作用。试验结果表明：超声表面滚压加工技术能显著降低车削的加工痕迹,改善金属材料的表面质量;各工艺参数对试样表面粗糙度均有一定影响,并产生不同程度的表层硬化作用;并且给出了各工艺参数的合理范围,试样的表面粗糙度值可降低至0.2μm以下。     

ART对45钢表面改性的研究

运用改装的摩擦实验机对45钢——灰铸铁摩擦副做旋转对磨实验,探索ART对45钢摩擦副表面改性的机理和耐磨规律。实验结果表明,磨损试样表面有大量小质点镶嵌,微区亦增添了来自矿物粉体中的元素;显微硬度明显提高,粗糙度显著降低。ART起到了良好的减摩耐磨效果。     

多轴微动疲劳损伤行为

通过柱面对柱面的接触方式,对35CrMoA钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性进行研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对微动疲劳试样的微动斑和断口形貌进行观察,讨论分析了微动摩擦磨损对材料微动疲劳失效行为的影响。结果认为,微动区产生的氧化物磨屑加剧了表层材料的磨损,微动摩擦还促使疲劳裂纹源加速萌生,最终使材料在微动摩擦磨损区边缘断裂失效。     

激光淬火对 40CrNiMo 摩擦与磨损性能的影响

利用激光对超大型齿圈用40CrNiMo高强度钢表面进行淬火处理,用金相显微镜观察其组织的变化。通过SEM分析淬火层的截面形貌,用轮廓仪测试激光淬火前后表面粗糙度,并进行摩擦与磨损试验,考察激光淬火前后摩擦因数和磨损性能,分析激光淬火对摩擦-磨损的影响机理。结果表明:激光淬火形成相变淬火层,组织为细小的针状马氏体,显微硬度HV为480~500;调质处理后试样表面粗糙度为35.1 nm,经激光淬火后粗糙度为36.1 nm,激光淬火对其精度和变形基本上没有影响;激光淬火对40CrNiMo钢减摩效果影响比较明显,在6,8和10 N载荷下,激光淬火试样的摩擦因数平均值比调质处理试样分别下降6.7%,9.1%和22.2%;激光淬火改善40CrNiMo磨损失效形式,在6,8和10 N载荷下,激光淬火试样的磨损质量损失比调质处理试样分别减小88.73%,91.42%和87.45%,高硬度的马氏体的形成是其磨损性能提高的主要原因。     

复合表面改性对M50NiL钢拉压疲劳寿命的影响

为提高M50NiL钢的疲劳性能,在对M50NiL钢进行渗碳处理的基础上,分别进行单一磨料水射流喷丸、磨料水射流喷丸+表面超声滚压复合表面改性处理试验,研究表面形貌、表面粗糙度、残余应力场、表层硬度和疲劳寿命的关系.研究结果表明:与单一磨料水射流喷丸处理相比,复合表面改性处理可提高试样表面完整性.在表面形貌方面,复合表面...     

N+注入GCr15钢摩擦磨损性能研究

通过多种表面测试手段对氮离子注入GCr15钢的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,由于离子注入引起注入层显微硬度提高,表面残余压应力增大,表面粗糙度降低,以及注入层形成了大量细小弥散分布的硬质析出相ε-Fe2-3N,使摩擦磨损机理发生了变化,从而改善了材料的摩擦学性能.在本实验条件下,所得最佳参数为注入剂量4×1017ions/cm2,注入能量100 keV     

钛合金TC4低塑性滚压表面完整性的实验研究

以钛合金TC4为研究对象,选择表面完整性评价标准数据组(包括表面形貌、表面粗糙度、表面层显微硬度和表面残余应力)作为评价指标,采用单因素试验设计法,利用光学轮廓仪、显微硬度计和盲孔法残余应力测量仪获得低塑性滚压加工表面形貌、微观硬度分布和残余应力状态,对比分析了工艺参数(滚压速度、进给速度、液压油预压力和滚压道次)对低塑性滚压加工表面完整性的影响程度.结果表明:液压油预压力对滚压加工表面形貌、表面粗糙度及加工表面显微硬度和残余应力的影响程度最大,滚压速度的升高会增大加工表面粗糙度值,增加滚压道次会使加工表层硬化程度和残余压应力幅值变大;在设计实验范围内,钛合金TC4低塑性滚压加工采用高的液压油预压力和多道次加工可获得更优的加工表面完整性.     

ART对灰铸铁试样摩擦表面自修复的研究

运用改装的摩擦实验机对灰铸铁HT150—45钢摩擦副做旋转对磨实验,主要探索ART对灰铸铁摩擦副表面自修复改性的机理和耐磨规律。在摩擦副中加入ART试剂,在定载荷、定转速条件下在大气环境中进行试验。用Kevex能谱仪和S440扫描电镜等,通过测定试样的磨损率,表面显微硬度、粗糙度的测定和显微形貌的观察及表面成分分析与试样镜像组织观察,试验发现灰铸铁摩擦试样表面有一层光滑、平坦的乳白色膜生成,微观发现试样表面有大量灰色光滑块状物生成,表面微区亦增添了大量来自ART粉体中的元素,显微硬度明显提高,其中灰色区尤为显著,局部区域最高可达原来4倍;同时,表面粗糙度显著降低,有的试样Ra值为原来的14％,起到了良好的减摩耐磨效果。     

Cr12MoV钢脉冲等离子体爆炸表面改性研究

采用脉冲等离子体爆炸技术对Cr12MoV钢表面进行改性处理,利用扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机对不同处理次数下改性层的组织、耐磨性进行了研究。结果表明:经过脉冲等离子体爆炸技术处理后,材料表面发生熔化并获得均匀致密的改性层。改性层硬度从表面到基体呈现先升高后降低的趋势且硬化层的硬度较基体显著提高。经过脉冲等离子体爆炸技术处理后材料表面的耐磨性得到显著提高。     

20CrMnTi钢负压真空间隙式渗氮工艺研究

在氮气为负压及不同温度条件下对20CrMnTi低合金钢进行真空间隙式渗氮处理,并采用自动显微硬度测试、滑动干摩擦测试手段分析渗氮硬化层的组织与性能。结果表明:经过560℃负压真空间隙式渗氮处理后的20CrMnTi钢试样有效硬化层深度能达到70μm以上,表层硬度较之原样可提高3.01倍,磨损率可降低2.91倍,综合性能最优。     

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

CO_2激光辐照强化钢表面的机理

利用连续多模输出的圆形CO_2 激光束对钢进行连续、大面积辐照表面强化处理,得到了厚度均匀的表面层硬化带。它与未经激光处理的钢表面层相比,显微组织发生了明显的改变,晶粒显著细化,硬度大幅度提高,缺陷密度剧增。进行对比疲劳试验的结果表明,经激光处理的试样,其疲劳区内移,疲劳寿命大大提高。     

不同重熔处理对钴基粉末合金热喷涂件疲劳强度及寿命的影响

对以35#钢为基体、以钴基自熔性粉末合金为喷涂材科的试样进行3种不同方式的重熔处理,通过弯扭疲劳试验对不同重熔方式下的试样进行疲劳性能研究,用扫描电子显微镜对不同重熔试样的显微组织进行观察,测定各试样的表面硬度.发现经不同重熔处理后涂层材料在界面的扩散程度不同、界面结合强度不同,从而使其疲劳性能明显不同.说明热喷涂构件...     

滚压对6061铝合金微动磨损性能的影响

应用一种恒力式滚压工具,依据Box-Behnken中心组合设计原理,以车削进给量、滚压力和滚压次数为自变量,以在SRV IV实验机上实现的100℃下的无润滑条件和润滑条件下的微动磨损体积为响应值,对6061铝合金进行滚压后的微动实验,推导出了非平面微动磨损体积的计算公式,并对微动实验中的摩擦系数、试样初始表面粗糙度和磨...     

1Cr18Ni9Ti不锈钢真空渗氮处理

采用真空渗氮方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行表面强化处理。利用金相显微镜、XRD、显微硬度计及耐磨试验机研究了表面渗氮硬化层的显微组织、相组成、显微硬度和耐磨性能。结果表明:真空渗氮处理后,渗氮硬化层主要由γ-Fe、γ'-Fe_4N和CrN相组成;渗氮层厚度达200μm以上,表面硬度为1100-1200 HV,比基体硬度提高了4倍左右;在相同条件下,磨损质量损失约为未渗氮试样的1/8,磨痕宽度明显降低,真空渗氮可显著提高不锈钢的耐磨性。     

20CrMnTi真空脉冲感应渗碳及耐磨性研究

利用真空脉冲渗碳技术和真空感应渗碳技术对20CrMnTi钢进行表面强化,通过X射线衍射、扫描电镜、显微硬度测试等技术手段,探究不同压力下,2种工艺对表面渗层微观组织结构、硬度梯度以及耐磨性的影响规律。结果表明:相同渗碳压力下,真空感应渗碳表面硬度高于对应的真空脉冲渗碳工艺的表面硬度值,渗层厚度、耐磨性能也都优于对应的真空脉冲渗碳工艺,当渗碳压力为-70kPa时,真空脉冲渗碳工艺的磨损速率达到8. 34×10~(-7)cm~3/min·N,真空感应渗碳的磨损速率为6. 27×10~(-7)cm~3/min·N,摩擦性能最好。     

电镀法制备晶态Ni-W合金镀层摩擦与磨损性能

采用电镀方法在N80钢表面制备Ni-W合金镀层;经500℃热处理后镀层由非晶态转变为晶态,通过SEM,EDS和XRD等分析Ni-W镀层组织结构、元素能谱和物相组成,研究Ni-W镀层滑动磨损特性,测试其摩擦因数,用SEM观察试样磨损表面形貌,对磨损机理进行分析。研究结果表明:晶态Ni-W镀层为Ni基固溶体,表面显微硬度为1 100,粗糙度为454.41 nm,摩擦因数为0.52左右;Ni-W镀层具有较强的抗磨能力,磨损表面主要呈现轻微擦伤现象,镀层剥落而造成磨粒磨损,磨损率剧增。     

表面超声滚压加工对配气机构凸轮轴材料滚动接触疲劳性能的影响

为提高某型号发动机配气机构中凸轮材料C53钢的滚动接触疲劳性能,对材料表面进行不同静压力(分别为400,600,800和1 000 N)的表面超声滚压加工(SURP),并分别对加工前后材料的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、表面残余压应力及接触疲劳等性能进行对比研究。研究结果表明:与未加工试样相比,经过SURP的试样其以上各性能都明显提升,其中,当静压力为600 N时,对材料各性能增强作用效果最好,包括使其表面质量最高,显微硬度(HV_(0.2))可由583.4(未加工)提升至661.1(SURP),表层残余压应力从-327.8 MPa(未加工)提高到-1 437.6 MPa(SURP),并具有最长的滚动接触疲劳寿命;额定寿命(L_(10))、中值寿命(L_(50))、特征寿命(L_(63.2))分别为6.419×10~6,8.535×10和9.250×10~6转,分别为未加工试样相对应寿命的7.4,4.8和4.2倍。由此可知,SURP静压力为600 N对该种凸轮轴材料的疲劳性能提升作用最显著。