氧化铝颗粒—耐热钢基复合材料的高温磨损特性

采用化学气相沉积技术对氧化铝颗粒表面进行涂层处理,通过负压铸渗工艺制备了氧化铝颗粒－耐热钢基复合材料,并对其在９００℃下的高温磨料磨损特性进行了研究,结果表明：耐热钢在高温下的磨损主要是由磨料的滚压形成的挤出唇,翻边脱落所引起,磨损量较大,而复合材料高温磨损时颗粒突出于基体,承受载荷多,阻碍了磨粒对基体的损伤,因而抗磨性较好,其高温耐磨性是基体材料的３．３倍多。     

涂层对氧化铝/耐热钢基复合材料磨料磨损性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝颗粒表面分别获得了Ni、TiN涂层。用不同涂层的氧化铝颗粒制备了氧化铝颗粒／耐热钢基复合材料，考察了复合材料在900℃下的磨料磨损抗力，结果表明：包Ni氧化铝复合材料的耐磨性是耐热钢的3．27倍，包TiN氧化铝复合材料的耐磨性是耐热钢的2．66倍。进一步的分析表明，包Ni氧化铝与耐热钢的界面结合强度可由无涂层时的0．67MPa提高到4．05MPa，而包TiN氧化铝与耐热钢的界面结合强度只提高到1．80MPa。较低的界面结合强度会导致氧化铝颗粒整体从基体中脱落，而包TiN氧化铝／耐热钢基复合材料的界面抗高温氧化性较差，也导致氧化铝颗粒易从基体中脱落，这两方面的作用是导致包TiN氧化铝复合材料高温磨料磨损抗力低的主要原因。     

涂层对氧化铝/耐热钢液间湿润角的影响及其应用

在探索金属液 /陶瓷间湿润角检测方法的基础上 ,分别检测了Ni涂层氧化铝、TiN涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角 .结果表明 :Ni涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角是 4 6° ,TiN涂层氧化铝与耐热钢液间的湿润角是 58° .进一步的铸渗实验表明 :耐热钢液在包Ni氧化铝颗粒间的铸渗深度可达 8 0mm ,在包TiN氧化铝颗粒间的铸渗深度为 7 4mm ,无涂层的同粒度氧化铝不能实现铸渗 .通过涂层技术 ,可获得氧化铝颗粒分布均匀的复合材料 .     

涂层对氧化铝／耐热钢界面性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝表面分别获得了Ni及TiN涂层,并制得了氧化铝/耐热钢复合材料,为进一步研究复合材料性能与涂层的关系,考察了涂层对复合材料界面结合强度与抗高温氧化性的影响。结果表明：两种涂层都能提高氧化铝/耐热钢界面的结合强度,Ni涂层提高强度的幅度更大;包Ni氧化铝复合材料中的Ni涂层溶解到了耐热钢基体中,界面抗氧化性较好;包TiN氧化铝复合材料中的TiN仍存在于界面上,界面抗氧化性较差。     

耐热钢高温抗冲蚀磨损性能试验

通过自行设计的气流喷砂式高温冲蚀磨损试验机对304和310s耐热钢进行了高温冲蚀磨损试验。对比了2种材料的抗冲蚀性能及其磨损机制。比较分析了温度、冲蚀角度和试样表面氧化膜等因素对冲蚀磨损率的影响规律。结果表明:310s钢的耐冲蚀磨损性能优于304钢,试样表面氧化膜在400℃时抑制了磨粒对试样表面的冲蚀,磨粒对试样表面的微切削是2种材料冲蚀磨损质量损失的主要机制。     

SiC颗粒/高密度聚乙烯纤维/超混杂复合材料磨损特性分析

采用功能剪裁技术进行混杂设计,制备了ＳｉＣ颗粒／高密度聚乙烯纤维／环氧树脂超混杂复合材料（ｓｕｐｅｒ－ｈｙｂｒｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ,ＳＨＣＭ）,并就功能层中ＳｉＣ含量对ＳＨＣＭ材料力学性能、磨损性能的影响进行了实验研究。结果表明,功能层中的ＳｉＣｒ的质量分数为５０％时,ＳＨＣＭ不仅有较好的力学性能,而且具有优良的耐磨损性能,其体积磨损率仅为环氧玻璃钢的４．１２％,与Ａ３钢相当。扫描电镜和理论分析说明,ＳＨＣＭ具有优良耐磨损性能的主要原因是功能层中的ＳｉＣ颗粒作为硬质点,起到了抵抗磨损和基本变形产生磨损的双重作用,并有效地减缓了粘着磨损。     

颗粒增强ZA27基复合材料的高温蠕变特性

采用高温持久硬度试验及压入蠕变特性分析进行了颗粒增强ZA27基复合材料抵抗高温蠕变能力的研究.研究发现SiC, Al2O3颗粒的加入大大提高了ZA27合金的抗高温蠕变的能力.其强化机理主要是由于材料承受的载荷有效地转移到增强相颗粒上; 复合材料基体中有高的位错密度;复合材料中的内应力提高了位错滑移的门槛应力.     

35WC-钢复合材料的高温塑性流变磨损行为研究

本文采用高温塑性流变摩擦磨损试验方法,研究了35WC-钢复合材料高温塑性流变磨损的行为。用扫描电镜观察了试验前后试样的金相组织和试验后试样表面的磨痕形貌及其亚表层的组织结构。试验结果表明,35WC钢复合材料比SCrNiMo模具钢的高温塑性流变磨损抗力约高10倍。其高温塑性流变磨损特点主要是硬质相粒子脱落和磨粒磨损。     

SiC颗粒增强物对铜基复合材料磨损行为转变的影响

采用粉末冶金结合热挤压的工艺制备SiCp/Cu复合材料,研究SiC颗粒增强物对铜基复合材料在不同载荷条件下磨损行为转变的影响规律;并与纯铜进行比较,探讨颗粒增强物对材料磨损行为影响的机理.结果表明,SiC颗粒的加入提高了铜基复合材料的耐磨性,延缓了高载荷条件下严重磨损的发生.在低于临界转变载荷时,复合材料的磨损表面形成硬度很高的机械混合层（MML）,改变了摩擦副的接触形式,对复合材料起到保护作用.高载荷条件下,SiC颗粒增强物可有效减轻亚表层的塑性变形量和粘着磨损程度,提高了材料发生严重磨损的临界转变载荷,有利于材料在高载荷滑动条件下的应用.     

界面结合强度对Al_2O_3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

通过对Ａｌ２ Ｏ３／ 耐热钢基复合材料界面结合强度的测试,分析了不同涂层对界面结合力的影响,对不同颗粒涂层的复合材料进行了９００ ℃下的高温磨料磨损试验,并分析了界面结合力对复合材料高温抗磨性的影响．结果表明：颗粒的不同涂层对复合材料界面结合强度的影响较大;颗粒经Ｎｉ 涂层处理后与基体的界面结合力增强,作为抗磨硬质相表现出良好的高温抗磨性能;颗粒有ＴｉＮ 涂层的复合材料由于界面结合强度较低,因而高温抗磨性较差．     

表面纳米化对高锰钢磨料磨损性能的影响

利用传统的喷丸技术，在高锰钢表面制备出了具有纳米晶结构特征的表层，并利用X射线衍射仪及高分辨透射电子显微镜表征了表面纳米晶的微观组织结构特征．喷丸处理试样的表层晶粒细化至纳米量级，喷丸60min试样的表面晶粒尺寸约为3～8nm．随着喷丸处理时间的增加，试样表面硬度增加，晶粒尺寸减小．利用三体磨料磨损试验机检验了喷丸处理前、后试样的磨料磨损性能，结果表明：喷丸时间为2～30min时，试样的耐磨性随着喷丸时间的增加而增加；喷丸30min试样的耐磨性提高了72％；过长的喷丸时间导致试样产生微裂纹而使耐磨性下降．晶粒细化和硬度提高使磨损机理发生改变，未喷丸处理试样的磨损主要为微观切削，而喷丸处理试样的磨损主要为疲劳剥落，磨损机理的改变使材料的耐磨性提高．     

高锰钢冲击磨料磨损特性的研究

本文对高锰钢在不同冲击载荷下的加工硬化规律和其磨料磨损特性作了系统的试验研究，并找出了加工硬化值与耐磨性间的对应关系，指出高锰钢以其加工硬化值大于ＨＲＣ５４的工况为其适宜工况。     

单颗粒凿削磨损过程的动态测量与分析

本文介绍了单颗粒凿削磨损测试系统的原理、结构、测试方法及高锰钢的测量结果和分析.本实验经一次凿削即可测得一条比能耗——磨损量关系曲线.与多次凿削测量结果吻合较好,并为磨损机理研究提供更多细节.     

高温销盘磨损试验机的研制

为了对材料的高温摩擦磨损特性进行研究,设计并研制了一种高温销盘式磨损试验机。对该试验机的结构和特点进行了介绍,并对其可靠性进行了分析。该试验机能在1000℃范围内对各种金属材料的高温摩擦磨损特性进行试验。     

颗粒增强不锈钢基复合材料冲蚀磨损性能研究

在MMG－200高温氧化-冲刷腐蚀磨损试验机上,考察了Al     

Al2O3短纤维增强锌基复合材料的机械性能

对挤压铸造法制备Ａｌ２Ｏ３／ＺＡ２７复合材料的高温力学性能及耐磨性能进行了测定,结果表明,Ａｌ２Ｏ３短纤维加入到ＺＡ２７合金中,可显著提高合金的高性能抗拉强度和耐磨性能。     

WCp/Mn13表面复合材料的制备及其冲击磨损性能

为了克服高锰钢Mn13在中低应力条件下冲击磨损性能差的问题，利用离心铸造法制备了WCp／Mn13表面复合材料，通过扫描电镜、能谱、X射线衍射等手段研究了WC陶瓷颗粒与Mn13基体的界面结构，并用不同粒径的WC颗粒复合材料与高锰钢进行了冲击磨损对比试验．研究结果表明：WC与基体形成了一定厚度的扩散层，扩散层中有细小复合碳化物析出，WC与基体间的结合为冶金结合；小颗粒WC增强复合材料的抗冲击磨损性能优于高锰钢，而大颗粒WC增强的复合材料在冲击载荷较小时，抗冲击磨损性能优于高锰钢，当冲击载荷较大时，抗冲击磨损性能不如高锰钢，因此在冲击磨损工况下，应当选择颗粒尺寸适当的WC颗粒增强高锰钢．