DLC多层膜对9Cr18微动磨损性能的影响

采用等离子体源离子注入(PSII)技术在9Cr18基体上制备类金刚石碳膜(DLC)多层膜,比较了该多层膜与N注入层对基体微动磨损性能的影响.结果表明,注入N后,改性层内形成了CrN、Cr2N和Fe3N等氮化物相;PSII技术能够提高9Cr18不锈钢的抗微动磨损性能,实验所制备的DLC多层膜比N注入层具有更好的抗微动磨损性.这与最外层DLC膜的高硬度和低摩擦系数有关.     

DLC多层膜对9Cr18微动磨损性能的影响

采用等离子体源离子注入（PSII）技术在9Cr18不锈钢基体上制备类金刚石碳膜（DLC）多层膜，比较了该多层膜与N注入层对基体微动磨损性能的影响，结果表明，注入N后，改性层内形成了CrN,Cr2N和Fe3N等氮化物相；PSII技术能够提高9Cr18不锈钢的抗微动磨损性能，实验所制备的DLC多层膜比N注入层具有更好的抗微动磨损性，这与最外层LDC膜的高硬度和低摩擦系数有关。     

SiC对不锈钢的摩擦磨损特性

在室温、无润滑的条件下,利用销盘式摩擦磨损实验考察了SiC与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)组成摩擦副的摩擦磨损特性,SiC在5 N和20 N载荷作用下磨损机制为脆性分层磨损.SiC随载荷增加摩擦系数减少,但磨损率随载荷增加而增加.结果表明,SiC与不锈钢对磨时,磨损率达10-4mm3/(N.m)-1数量级,属磨损剧烈,不适合组成摩擦副.     

Cr/WC激光表面改性梯度层组织及磨损行为

用5kWCO2激光器对先后预置不同成分合金粉末的铸造铝硅合金表面进行2次激光扫描，制备了Cr/WC激光表面改性梯度层，并对其显微组织进行了分析，结果表明，在梯度层表面产生了大量的Al9Cr4化合物，且有更多的硅元素固溶在α-Al中，增加了固溶强化的作用，自表面至基体激光改性梯度层的显微硬度呈现明显的连续变化趋势，而单次激光表面改性层与基体之间的显微硬度值则有一突变，微动磨损实验表明，激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强，磨损机制不同于铝硅合金基体，而表现出较好的抗粘着损伤性能。     

层状硅酸钠的油酸改性及摩擦学性能研究

用油酸对层状硅酸钠表面进行改性,得到改性层状硅酸钠,用沉降体积、红外光谱对改性效果进行表征．把改性层状硅酸钠作为润滑添加剂分散到500SN基础油中,用HQ-1摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌,探讨了改性层状硅酸钠的减摩抗磨机理．结果表明：改性层状硅酸钠在150SN基础油中具有良好的分散稳定性;改性层状硅酸钠作为润滑添加剂可以显著提高500SN基础油的减摩性能,在质量分数为0．8％时,摩擦因数最小,油样温升最小,试块磨损量最小;层状硅酸钠晶层之间的滑动有效降低了摩擦副的摩擦磨损．     

硫代氨基甲酸钼作为攻丝润滑油的抗磨添加剂

用二烷基二硫代氨基甲酸钼和氯化石蜡等添加剂调制的攻丝油,经四球机及Falex机作磨损试验,结果表明,具有优异的抗磨性能。四球钢球磨损直径D_(30min)~(588N)=0.46mm,Falex机攻丝扭矩为6.879 N·m。经上海照相机总厂应用试验,用不锈钢材料(1Cr18)攻丝25 000次以上,丝锥不位移磨损,超过了该厂所要求的攻丝7 000次的指标。     

铬系耐磨铸铁的摩擦金属学行为与纳米改性

在我国,每年设备、配件的使用磨损、腐蚀及表面失效造成材料损失高达上亿万吨,为了提高耐磨材料的性能,将宏观的摩擦磨损现象与金属组织的微观变化相联系,用动态金属学的观点研究磨损的微观机制,即进行摩擦金属学研究,是揭示金属材料磨损本质的基本途径,有助于耐磨材料和耐磨处理方法的选择和研究开发。基于对高Cr、低Cr和Cr-Mo-Cu耐磨铸铁所进行的摩擦金属学研究,结果表明:利用纳米改性技术可以改善铬系耐磨铸铁的组织结构和性能,尤其是提高铬系耐磨铸铁的耐磨性方面效果明显。该研究为高铬铸铁和Cr-Mo-Cu合金铸铁等材料耐磨性能的提高提供了一条有效途径。     

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+。     

摩擦层形成的元胞自动机模拟

建立了汽车摩擦材料在摩擦过程中摩擦层形成的变时间步长的二维和三维元胞自动机模型,模拟了磨屑运动的变化状态与摩擦材料的表面形貌。用二维元胞自动机模型模拟了无磨损条件下摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到磨屑沿摩擦力方向运动并聚集的图像。用三维元胞自动机模型模拟了有磨损时摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到摩擦材料在不同厚度的磨屑运动和聚集的动态图像。通过元胞自动机模拟可以确定摩擦层形成的机制与磨屑的运动和受阻于钢纤维、陶瓷纤维或磨粒并聚集有关,也证明了在摩擦层的研究中元胞自动机法是一个理想的模拟方法。     

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。     

Mo,Ti离子注入不锈钢耐水溶液腐蚀改性研究

用电化学测试和俄歇电子能谱分析研究了离子注入不同剂量的Ｍｏ、Ｔｉ对３０４Ｌ奥氏体不锈钢在Ｈ２ＳＯ４、ＮａＣｌ水溶液中的腐蚀行为。结果表明：注入Ｍｏ、Ｔｉ可使不锈钢的耐水溶液腐蚀性能提高，并改善材料的钝性和耐小孔腐蚀能力；在腐蚀过程中，注入元素在膜中富集，膜中Ｃｒ／Ｆｅ比值提高，从而达到耐蚀性能改善之目的；在适当的注入剂量下，可获得最佳的耐蚀改性效果。     

Y,Y＋C和Y＋Cr注入H13钢表面改性研究

用ＭＥＶＶＡ源引出的强束流Ｙ，Ｃｒ，Ｃ注入Ｈ１３钢改善了注入层抗氧化、耐腐蚀和抗磨损特性，探索了表面改性的机理。实验结果表明单注入和Ｙ＋Ｃ，Ｙ＋Ｃｒ双注入均能得到表面改性的良好效果，双注入效果略好。表面改性的原因是注入样品氧化前后的结构和合金相发生了明显的变化。上述特性的改善和注入层结构变化、钇铁化物析出相的生成以及铁钇氧化物形成密切相关。这些氧化物经短时氧化（１０ｍｉｎ）即可形成。由于这些氧化物     

用质子激发X射线发射分析技术测量晶片表面的污染物

介绍了PIXE（质子激发X射线发射）分析技术分析硅晶片表面杂质元素的探测灵敏度和最低可探测限,用此分析技术,对在几个注入机上进行的注氧硅晶片的污染情况进行了测定,发现在有的注入机上注氧时带进了Cr,Mn,Fe,Cu等污染元素,结果表明,PIXE分析技术具有高灵敏、非破坏性等优点,十分适合在这一领域的研究中应用。     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

2．25Cr1Mo钢在硫化氢溶液中的应力腐蚀开裂研究

本文用楔形张开加载（WOL）预裂纹试样进行了2．25Cr1Mo材料在硫化氢水溶液中的抗应力腐蚀试验,研究了2．25Cr1Mo钢在不同浓度硫化氢溶液中的抗应力腐蚀性能。试验测定了2．25Cr1Mo钢在500ppm,1000ppm H2S溶液下的应力腐蚀临界应力强度因子Ksoc和应力腐蚀裂纹扩展速率da／dt。结果表明,随着H2S浓度的升高,2．25Cr1Mo钢的应力腐蚀临界应力强度因子Ksoc下降,应力腐蚀裂纹扩展速率da／dt增大,抗应力腐蚀的寿命缩短。     

离子注入TiNi SMA及Co合金耐蚀性与血液相容性研究

采用离子注入法对生物医用TiNi形状记忆合金及二种Co合金进行表面改性，利用电化学测试技术，动态凝血时间及溶血率的测量，研究了改性前后合金的耐蚀性及血液相容性，结果表明，离子注入后合金的电化学稳定性显著提高，阳极极化性能变优，对TiNi、CoCrNiW和CoCrNiMo合金分别进行Mo C和Ti C双离子注入后，表面改性合金的腐蚀电位升高200mV以上，维钝电流密度减小，钝化区拓宽；合金的凝血时间延长，溶血率下降，说明离子注入提高了合金的耐蚀性及血液相容性，其中双离子注入较单离子注入效果更为显著，对双离子注入合金进行X射线衍射分析发现，在TiNi合金表面主要形成了TiC相及少量TiO、Mo2C、Mo9Ti4及Mo，在Co合金表面主要为CoCx和Co3Ti及少量TiC、TiO相，这些相弥散分布在合金表面，形成无序膜层，阻止了合金元素溶解，改善了合金的耐蚀性及血液相容性。     

硼对2.25Cr—1.0Mo钢热塑性的影响

采用Gleeble-2000热模拟试验机研究了2.25Cr-1.0Mo钢的高温力学性能。探讨了硼对高温力学性能的主要影响，结合溶质原子晶界偏聚理论分析了硼对高温力学性能的影响机制，研究中发现，在连铸过程中，硼添加到钢中，显著推迟了选共析铁素体的析出，抑制了P，S等元素在晶界的偏聚。根据研究结果，结论向钢中加入微量元素硼，这样可以控制2.25Cr-1.0Mo钢的表面裂纹产生，提高产品质量和成材率。     

INVESTIGATION INTO THE SURFACE ENERGY OF IMPLANTED SURFACES

The critical surface energy of steels surface modified by ion implantation was evaluated. Zisman's method was used to investigate the critical surface energy of 40Cr, # 45, GCr15, 1Crl8Ni9Ti steels implanted under the different conditions from the contact angle data. The critical surface energy in steel shows a general tendency to decrease with the increase of implanting energy and dose. On the grounds of the relationship between the energy of adhesion of sliding interfaces and the solid surface energy, reduction of friction and increase of wear resistance of the implanted surfaces have been demonstrated experimentally.