Ti元素对CoCuFeNiVTi_x高熵合金耐磨性能的影响

为了研究Ti元素含量对CoCuFeNiVTi_x高熵合金体系耐磨性能的影响,用真空电弧熔炼炉制备了CoCuFeNiVTi_x(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金,采用HV-50型显微硬度计对其硬度和耐磨性能进行了测试,采用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行了观察。实验结果表明:Ti含量为0.5和1.0时,合金为FCC+BCC结构;Ti含量升至1.5和2.0时,合金转变为BCC结构。随着Ti含量的增加,合金的硬度及耐磨性能都得到提高,合金由磨粒磨损和粘着磨损演变为以粘着磨损为主。其中,CoCuFeNiVTi_(1.5)合金的摩擦系数最低(0.45),并且硬度达到最高值589 Hv。综合来说,CoCuFeNiVTi_(1.5)合金的耐磨性能最好。     

烧结亚共晶高铬铸铁制备及其显微组织与性能

以水雾化高铬铸铁粉末为原料,通过压制/烧结工艺制备了一种亚共晶高铬铸铁(SHCCI),对其显微组织、物理力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能开展了系统的观察、分析与检测,并与成分相近的传统铸造高铬铸铁(CHCCI)进行了对比研究.试验结果表明,通过超固相线液相烧结可以制备出密度达到7.44g/cm~3的亚共晶高铬铸铁,其Cr_7C_3型碳化物呈细小短杆状,沿晶界均匀地分布在由马氏体和奥氏体混合组成的基体中;烧结态高铬铸铁的硬度为HRC58,抗弯强度为2 122MPa,冲击韧性达到6.5J/cm~2(无缺口试样尺寸为5mm×5mm×50mm);与铸造高铬铸铁相比,由于碳化物形貌、大小和分布均匀性的明显改善,以及基体中有更多的马氏体,烧结高铬铸铁在各种冲击载荷下均展现出明显的抗磨粒磨损性能优势,是一种十分优异的耐磨材料.     

梯度M_7C_3增强铁基堆焊涂层显微结构与耐磨性研究

采用电弧堆焊工艺在Q235钢板表面制备了不同成分的M_7C_3增强铁基堆焊涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对M7C3增强铁基堆焊涂层的物相和微观结构进行表征,并通过"绝热法"和定量金相方法对堆焊涂层中组成相进行定量统计。采用显微硬度计和纳米压痕仪对堆焊涂层的硬度梯度和微观硬度进行测试,采用自制磨粒磨损试验机和冲蚀磨损试验机对堆焊涂层的耐磨性进行评价。结果表明,M7C3增强铁基堆焊涂层显微组织主要由初生(Cr,Fe)7C3碳化物和共晶(Cr,Fe)_7C_3/γ-Fe+α-Fe基体组成。随堆焊涂层中碳含量上升,初生碳化物尺寸增大、体积占比增加、稀释区厚度降低。与此同时,堆焊涂层抵抗低应力磨粒磨损的耐磨性逐渐增强,抵抗高应力冲蚀磨损的耐磨性逐渐变差。碳化物分布及其与基体的匹配是决定涂层耐磨性的重要因素。涂层中六棱棒状结构的初生(Cr,Fe)7C3碳化物硬度为21.4±0.3GPa,而断续网状结构的共晶(Cr,Fe)_7C_3碳化物硬度为18.8±0.3 GPa。     

铁基耐磨合金抗磨机理的探讨

本文对九种Fe—C基耐磨合金粉末等离子堆焊铧片进行了模拟田间工况的室内磨损试验和金相组织分析。为探讨其抗磨机理,应用透射电镜观察其形貌、X光波谱仪检测了微区成份,并用X光衍射仪进行了相结构分析。试验结果表明:堆焊合金中具有波形边界的一次六角形或条状碳化物(Cr_7C_3)、且基体为大量马氏体加少量奥氏体的过共晶组织抗磨粒磨损性最佳;同时发现硼元素只存在于组织中的黑孔缺陷处,因此,加硼并不能提高堆焊合金的抗磨性。     

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.     

立足高新技术研发 实现企业价值增值

<正>沈阳哈维尔表面工程技术有限公司成立于2007年,主要产品以硬面耐磨钢板为主,具体包括抗低应力磨粒磨损(HP100)、抗高应力磨粒磨损(HP200)、抗高温磨损(HP300)、抗强冲击磨损(HP400)四大系列     

中碳钢动载磨料磨损的研究

本文通过对中碳钢不同热处理组织的动载磨料磨损试验研究,阐明了材料的耐磨性受材料硬度与磨料硬度的比值以及冲击功大小所控制的关系,从而得出HRc40～50为中碳钢软、硬磨料磨损的界限。文中指出,为有效地提高耐磨性,必须采取强化手段,使材料硬度大于HRc50,以达到软磨料磨损状态。     

重载接触试验与机理分析

为研究重载接触工作状况下机械零部件的耐磨性,提高零部件的使用寿命,以某重载装备伸缩臂的托辊系统为研究对象,进行托辊系统与支撑板重载接触试验,研究摩擦试件的磨损机理.使用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪对试件磨损后的表面宏/微观形貌、化学成分和塑性变形情况进行分析.结果表明,在重载工作状况下,随着磨损次数的增加,支撑板的磨损机理呈现为综合的磨粒磨损和黏着磨损;而由于托辊的硬度比支撑板硬度高,所以托辊的磨损机理主要是磨粒磨损,伴随着轻微的黏着磨损.通过对磨损后托辊截断面的显微组织观察,发现表层片状珠光体局部区域有位错、组织破坏等现象,这表明重载接触下托辊已经发生塑性变形.     

复合材质铸钢件的研究——提高铸钢件耐磨性、耐蚀性及耐热性的新途径

复合材质铸钢件就是在型壁上涂覆合金膏剂直接铸造成以铸钢为主体,在其表面复盖合金层的双金属铸件。铸钢主体具有足够的强度和韧性,合金层根据使用要求可以具有耐磨性、耐蚀性、耐热性,或兼而有之。该铸件制造工艺简便性能优越,可以经济合理地使用合金元素,为提高铸钢件的耐磨性、耐蚀性及耐热性开创了一条新的途经。在40毫米的板状试件上可以获得合金层最大厚度为15毫米左右。耐磨合金层的最高硬度(HRC)可达72左右,抗磨粒磨损性能比铸钢母材提高了1～11倍。本文系统地介绍了工艺因素对合金层厚度和结合质量的影响,并推荐了二十余种耐磨、耐蚀和耐热合金层的成份,组织和性能。     

锰白口铸铁的磨粒磨损特性研究

本工作研究了一系列锰合金白口铸铁的磨粒磨损,用湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机进行低应力磨粒磨损试验,从合金的化学成分、硬度、渗碳体碳化物体积分量和动态断裂韧性的角度分析了锰白口铸铁的磨粒磨损特性,用扫描电镜观察分析了试样的磨损表面,探讨了磨损机理。研究结果还给出了对于耐磨锰合金自口铸铁的适宜的锰、碳、硅含量。     

微弧氧化WE43镁合金人工髋关节摩擦磨损行为研究

在硅酸钠体系中对WE43镁合金人工髋关节进行微弧氧化,采用扫描电镜（SEM）观察微弧氧化膜层表面微观形貌,进而进行摩擦磨损性能试验,探讨其磨损机制。结果表明,经微弧氧化后可得到生长均匀、致密的氧化层;微弧氧化膜层具有一定的减摩效果和抗循环疲劳的能力,抗磨效果良好;微弧氧化WE43镁合金在低中载荷下磨损机制为磨粒磨损,高载荷下为磨粒磨损与剥落磨损并存。     

在不同磨料磨损条件下高铬铸铁磨损过程的研讨

通过改变高铬铸铁中的碳含量,而保持其它组分基本不变,得到M_7C_3型碳化物含量在9～42%之间的一系列合金.对每一种合金进行四种不同的热处理,从而使其具有四种不同的基体组织. 在ML-10磨料磨损试验机(二体磨损试验)和自制的自由磨料磨损试验机(三体磨损试验)上,用三种不同硬度的磨料(SiC、Al_2O_3和石榴子石)对这一系列合金进行磨损试验.并利用各种微观观察方法,分析和讨论了高铬铸铁中的两个主要组成相——(Cr,Fe)_7C_3型碳化物和基体在磨损过程中的作用,及其破损失效方式.结果指出:在不同的磨损系统中及在不同硬度的磨料下,合金组成相的破损是不同的,热处理状态强烈地影响了合金的耐磨性和组织破损形式,从而为在实际零件中选择高铬铸铁的成份和热处理提供了一定的依据.     

HVOF制备亚微米结构WC-12Co涂层性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了亚微米结构WC-12Co涂层,测试了这种亚微米涂层的结合强度、显微硬度及抗磨粒磨损性能,并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行观察.研究结果表明:喷涂过程中,亚微米结构WC粒子没有明显的脱碳分解发生,涂层组织结构致密,其显微硬度平均值高达HV1105;在相同的试验条件下,16Mn钢的磨粒磨损量是亚微米WC-12Co涂层的7.8倍,这表明亚微米结构涂层具有优异的抗磨粒磨损性能.     

基于CALPHAD的耐磨堆焊合金成分优化设计

通过CALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)方法,对高碳高铬耐磨堆焊合金成分进行优化设计,研究合金元素C、Ti、V、Nb对堆焊金属微观组织与相变规律的影响,并通过试验对CALPHAD设计结果进行验证。结果表明,不加入微合金元素时,耐磨堆焊合金的显微组织由初生(Cr,Fe)7C3型碳化物及共晶(Cr,Fe)7C3/γ(Cr,Fe)组成;随碳含量升高,初生(Cr,Fe)7C3型碳化物含量随之升高。加入微合金元素Ti、V、Nb后,在堆焊金属中析出M(M=Ti,V,Nb)C型碳化物,从而细化初生(Cr,Fe)7C3型碳化物,提高铁基耐磨合金的性能,延长再制造堆焊零部件表面的服役时间。     

WC-Ni/SiC摩擦副滑动摩擦性能

以WC-(5,7,9)Ni硬质合金与SiC陶瓷材料为摩擦副,在MMU-10型屏显式材料端面摩擦磨损试验机上,研究该摩擦副材料在干摩擦条件下,不同压强、不同滑动速度时的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察磨损后的表面形貌.结果表明:当压强一定时,随着滑动速度的增加,WC-Ni/SiC摩擦副的摩擦因数逐渐下降,并趋于平稳;当滑动速度一定时,随着试验压强P的增加,摩擦因数逐渐减小;摩擦因数还随合金中Ni含量的增加而增大;硬质合金的磨损量随材料的硬度降低而增大;当滑动速度0.95 m/s时,摩擦副材料的磨损机制与合金成分和试验压强P有关,当p=0.015 MPa时,WC-5Ni/SiC为粘着磨损,WC-7Ni/SiC和WC-9Ni/SiC表现为粘着和磨粒磨损综合作用机制;当p=0.60 MPa时,3种摩擦副的磨损机制主要是磨粒磨损.     

磨削烧伤对锭杆锭底摩擦副耐磨性能的影响

通过本文模拟研究,了解到GCr15锭杆锭底的磨损机理主要是磨粒与硬点的耕犁作用.磨损过程中原有磨削加工产生的较不规则、断续的、粗的表面纹路,逐渐被耕犁梳理成较均匀、通顺、细密的纹理.与此同时,初期磨损逐渐转入正常磨损.磨削烧伤使表面硬度下降,磨损加剧.锭尖与锭底应避免磨削烧伤,硬度控制在HRc60-63为好.本文还研究了磨损过程中,磨损量变化与残余应力变化的相关关系.     

反应等离子熔覆(Cr,Fe)7C3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性

以Fe-Cr-C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45#钢表面制得以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层.利用SEM,XRD,EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理.结果表明,涂层组织包括(Cr,Fe)7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶,该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性.     

Mo含量对Al-Mo合金组织及性能的影响

通过制备Mo含量为0.5%,、1.0%,、1.5%,、2.0%,的Al-Mo合金,利用激光共聚焦显微镜、布氏硬度计、摩擦磨损试验机研究Mo含量对合金铸态组织、硬度及耐磨性的影响。研究结果表明:Mo含量超过1.0%,时,合金中出现含Mo的沉淀析出Al_(12)Mo颗粒相,随着Mo含量的增加,析出的第二相颗粒数目增多,合金硬度呈现上升趋势,Mo含量为2.0%,时,合金的硬度值最高,同时Mo含量可有效改善Al-Mo合金的磨粒磨损性能。     

Fe-B及Fe-C-B合金的激光熔化激冷

工业纯铁与共析碳钢表面渗硼层先在炉中处理,以获得共晶组织,然后以高能密度激光束扫描;被激光熔化的金属在冷基底的吸热作用下,以非常高的速度冷却并凝固。实验表明,炉内处理后Fe-B合金层的共晶由α-Fe Fe_2B二相组成,FeC-B合金层的共晶由α-Fe Fe_3(C、B)二相组成;共晶中Fe_2B为方棒状和Fe_3(C、B)为片层状。激光熔化激冷后,共晶中的相组成及形貌无改变,但棒间距和片间距相应减小了40及100倍。共晶组织的硬度大幅度增高,每个合金系的共晶组织的硬度与尺寸的关系服从Hall-Petch公式。     

NiAl-2.5Ta-7.5Cr合金的室温摩擦磨损性能

采用SEM和XRD分析Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金的微观组织,用万能力学试验机测试合金的力学性能,用高速往复摩擦磨损试验机研究合金的室温摩擦磨损特性。研究结果表明:Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金由Ni Al相、Ni Al-Cr共晶和Cr2Ta相组成,其强度和塑性良好。在低P1/2·v(P为载荷,v为速度)下,合金的磨损机制为磨粒磨损,随着P1/2·v的增加,摩擦热效应增强,合金的磨损机制逐渐转变为黏着磨损,摩擦因数和磨损率增加;当P1/2·v0.54N1/2·m/s时,摩擦热效应逐渐导致摩擦表面形成了无定形层,无定形层具有自修复特性,部分或全部隔离了摩擦副的直接接触,磨损机制逐渐转变为氧化磨损,磨损率快速降低后保持稳定,摩擦因数逐渐降低;当P1/2·v≥4.02N1/2·m/s时,合金磨损表面开始出现疲劳磨损特征,表面剥落导致合金的磨损率升高。