物探冲击器失效机理分析与改进

对物探冲击器失效分析认为,内缸套失效主要以变形和偏磨为主,活塞失效主要集中在外表面的磨损和冲击端面疲劳破坏,磨损的主要形式为粘着磨损和磨料磨损。提出了提高冲击器使用寿命的具体措施并进行了活塞热处理工艺试验研究。     

钻井泵活塞台架试验的铁谱监测

在钻井泵活塞台架寿命试验的监测中,应用定量铁谱技术对其磨屑的生成、变化进行了跟踪观察、摄影、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析,并对铁谱片上的磨粒复盖面积进行了适时测量,取得了大量的数据,并据此作出了一系列与磨损的铁谱监测有关的检测曲线。结合具有特征的金属磨粒出现及对所生成的胶屑的分析,为试验活塞的失效提供了有效的判据。     

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。     

钻井泵缸套活塞材料磨损关系的探讨

本文应用多元回归分析方法研究了钻井泵缸套材料的磨损量与其硬度的关系、活塞与缸套对磨时活塞材料的磨损量与缸套的光洁度的关系、建立了磨损量的回归方程,并求得了磨损率最小的工作条件。     

LZ50单轴微动疲劳特性研究

研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制。结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损。磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程。微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向。     

温度对10CrMn2NiSiCuAl极地破冰船用钢板干摩擦行为的影响

采用Bruker UMT-3Tribolab摩擦磨损仪测试了与宝山钢铁股份有限公司共同开发的破冰船用低温钢板10CrMn2NiSiCuAl在不同环境温度下的摩擦磨损性能,利用轮廓扫描仪和扫描电子显微镜表征了磨痕及磨屑的表面形貌,采用电子能谱(EDS)以及X射线衍射谱(XRD)分析了磨屑表面的化学元素及成分,进而推断其磨损机制。结果表明:环境温度对摩擦磨损的性能有显著影响,当环境温度为20℃时,摩擦磨损形式以疲劳失效、氧化磨损和黏着磨损为主,磨痕表面的过渡层能够降低摩擦系数,减少磨损量,表面磨损产物主要为Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着环境温度降低至-20℃,磨损机制转变为微切削作用下的磨粒磨损和塑性变形,磨痕表面出现犁沟形貌,磨损产物主要为Fe元素,磨屑的长宽比减小,出现球形磨屑,磨损量急剧增加。     

轮轴钢LZ50的单轴微动疲劳失效机理

研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损.磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程.微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向.     

仿生活塞疲劳寿命预测与回归设计

针对发动机活塞缸套系统的摩擦损失占发动机机械总功耗的50%的问题,基于贝壳体表条纹形凸脊结构的耐磨损特性,对发动机活塞在气缸内往复运动过程中裙部与缸壁产生周期性碰撞导致的磨损进行了仿生研究。将贝壳体表的结构形态以垂直竖状条纹形式沿活塞轴向贯穿设计于裙部,可起到减磨、卸载集中应力、提高疲劳寿命的效果。通过对标准和仿生活塞进行热-机耦合有限单元分析,得出了活塞各个部位的应力应变情况,根据曼森和科芬准则得出了仿生活塞各部位疲劳寿命,并对疲劳寿命进行部分正交多项式回归设计,找出了试验水平、因素与疲劳寿命的内在规律。选取最优仿生活塞和标准活塞进行了台架试验和机理分析,发现这种贯穿于裙部的活塞轴向的浅窄大间距条纹可提高活塞疲劳寿命,条纹深度对活塞各个部位的疲劳寿命影响最大,仿生活塞磨损量比标准活塞平均减小41.4%,温度平均降低7%。该结果可为发动机设计和耐磨损研究提供参考。     

磁场强度对叠层复合材料摩擦学性能的影响

采用叠装-粘接工艺制备了不同润滑剂含量的钢-聚合物叠层复合材料,以GCr15钢球为摩擦配副,在球-盘摩擦试验机上考察叠层复合材料在不同磁场强度下的摩擦学性能.摩擦实验结果发现:随着磁场强度增大,不含润滑剂的叠层复合材料(S0)的摩擦系数和磨损率均发生显著降低;含润滑剂的叠层复合材料(S4)的摩擦系数和磨损率先缓慢降低后增大.用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和元素分布,分析其磨损机理表明:细小磨屑被磁场吸附在接触表面并形成了滚珠效应,显著改善了S0的磨粒磨损和粘着磨损;在摩擦热和涡流热作用下,润滑剂迁移到硅钢表面并形成转移膜,使得S4具有良好的润滑性能;在无磁场时S4的聚合物表面发生疲劳剥落,在磁场作用下聚合物以塑性流动和粘着磨损为主.     

制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

以碳纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透法(CVI)制备低密度的碳/碳多孔体,再分别采用反应熔体浸渗法(RMI)和先驱体浸渍裂解法(PIP)制备C/C-SiC复合材料。在MM-3000型摩擦磨损试验机上进行模拟飞机正常着陆能量条件下的刹车试验,研究两种制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:PIP工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦性能较优,其平均动摩擦因数为0.350,平均磨损率为3.500μm/(面·次);摩擦表面较完整、致密,磨屑为粗颗粒状,表现为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。RMI工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦表面粗糙,未形成完整的摩擦膜,磨屑为细颗粒状,表现为磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。     

船用活塞环的离子软氮化及摩擦磨损特性

用离子软氮化工艺对船用活塞环进行了表面处理，测量了在不同条件下未经表面处理和表面经过离子软氮化处理的活塞环的磨损失重和摩擦系数，并对润滑油进行了光谱分析和铁谱分析．结果表明，在流体润滑和混合润滑状态，经离子软氮化处理的活塞环具有较高的耐磨性，且润滑性亦能得到改善，使缸套的磨损减小。     

钻井泵高铬铸铁缸套磨损失效机理研究

本文对现场收集的用于不同地层,使用寿命不等的10只高铬铸铁失效缸套进行解剖分析。它包括每只缸套的金相显微分析,扫描电镜下的上万个试场表面形貌分析和对现场钻井液中磨屑的铁谱分析。进而对高铬铸铁缸套的失效过程和起主导作用的机理进行了详细阐述,得出了一些具有理论价值的认识。     

灰口铸铁汽缸套激光热处理后显微组织及耐磨性的试验研究

本文研究了内燃机汽缸套激光硬化层的显微组织。并进行了激光热处理汽缸套的室内快速模拟磨损试验。结果表明:激光热处理汽缸套具有良好的耐磨性和配付性。硬化带表面的熔化凝固层不损害缸套的耐磨性,也不造成活塞环过快磨损。但硬化带表面质量对汽缸套耐磨性影响显著。     

气缸套和活塞环早期失效原因分析

本文解剖分析了汽车发动机中气缸套和活塞环早期失效的原因,是气缸套中磷共晶组织网状分布和石墨分布的不均匀,表面有擦伤,犁沟,剥落;活塞环镀铬层有裂纹和块状剥落。剥落碎片使得气缸套和活塞环之间引起磨粒磨损,形成了在滑动条件下的擦伤磨损和磨粒磨损共存状态,使磨损率显著增加。     

内燃机中缸套-活塞环的磨损与润滑综述

内燃机中的缸套和活塞环是内燃机中的主要摩擦学系统,其中含有许多类型的摩擦和磨损及润滑摩擦,磨损的相互作用十分显著。发动机运持时摩擦学系统的特性,扮演了一个重要的角色,其摩擦学问题的研究一直是人们关注的热点之一。本文对它进行了综述,对缸套-活塞环的磨损与润滑的远景研究工作提出了展望。     

PTFE纤维织物复合材料衬垫的高速摆动摩擦特性

利用自制的摩擦磨损试验机,研究了聚四氟乙烯纤维织物复合材料衬垫的高速摆动摩擦磨损性能,考察了摆动频率和摆动角度对聚四氟乙烯纤维织物复合材料衬垫高速摆动摩擦特性的影响。试验结果表明:在平均线速度相等条件下,摩擦因数随摆动频率的增大而增大,随摆角的增大而减小;在相同平均线速度下,频率高时的摩擦温度和磨损量更高。本试验条件下,PTFE纤维织物复合材料衬垫的磨损机制主要为疲劳引起的片状脱落。     

泥浆泵高铬铸铁缸套磨损失效分析

泥浆泵缸套高铬铸铁内衬,国内从七十年代就已应用于现场,其使用寿命大大超过了淬火处理的单金属缸套。本文对现场使用过的、寿命较高的双金属缸套进行了解剖分析研究,包括金相显微分析,扫描电镜下的表面形貌分析和现场泥浆中的磨屑分析。结果表明,双金属缸套的磨损机理是疲劳剥落起主要作用,其次是脆性剥落,其它还有塑性变形,‘微切削和腐蚀等.进而提出了现有工艺的改进意     

Combining Diagnosis of the Casing and Tooljoint Wear in Mud Fluid While Drilling

A ground monitoring system was developed to diagnose casing and tooljoint wear in a well during drilling by combining the analysis of wear debris with detection of the tooljoints. The result shows that the wear debris concentration in the circulating drilling mud in a well reflects the total wear rate of the triboelements in the well, while the wear detection of a tooljoint can indicate its wear loss between two contiguous times of drill-pipe lifting. A diagnosis method that integrates the two types of information was developed to identify severe wear regions in well casing. Theoretical analyses and field test show that the severe casing wear region can be located relatively accurately by the integrated method. This method presents a new ground casing wear diagnosis approach with good real-time results.