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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第6期33卷 1715-1728页

作者：王高琦王守仁杨学锋温道胜郭宇济南大学机械工程学院济南250022

采用不同能量密度激光对ZK60镁合金进行喷丸强化处理,并对处理前后的试样进行模拟体液条件下的微动腐蚀磨损实验。测试试样的显微组织、残余应力、表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,并分析其与微动腐蚀磨损行为的关系。结果表明,激光喷丸... 详细信息

采用不同能量密度激光对ZK60镁合金进行喷丸强化处理,并对处理前后的试样进行模拟体液条件下的微动腐蚀磨损实验。测试试样的显微组织、残余应力、表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,并分析其与微动腐蚀磨损行为的关系。结果表明,激光喷丸强化处理可使镁合金的微动腐蚀磨损体积降低73.4%。位错和孪晶引起的细晶强化作用和应变强化作用以及残余压应力提高了镁合金表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,因而降低了微动腐蚀磨损。

关键词：显微组织力学性能微动腐蚀磨损 ZK60镁合金激光喷丸强化

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基于多因素的切向微动磨损及其数值仿真

基于多因素的切向微动磨损及其数值仿真

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作者：许文文中国矿业大学

学位级别：硕士

微动磨损是指接触表面由于小幅振动而产生的一种小位移磨损。微动磨损广泛存在于航空航天、铁路机车和核电工业等领域。微动主要的影响因素包括法向载荷、位移幅值、周围环境、频率、材料特性和表面粗糙度等。目前关于微动磨损研究主要... 详细信息

微动磨损是指接触表面由于小幅振动而产生的一种小位移磨损。微动磨损广泛存在于航空航天、铁路机车和核电工业等领域。微动主要的影响因素包括法向载荷、位移幅值、周围环境、频率、材料特性和表面粗糙度等。目前关于微动磨损研究主要是采取点接触的方式,主要运动方式是切向运动。本文研究了航空航天行业制造中最常用的材料硬铝合金LY12CZ和钛合金Ti811的切向微动腐蚀磨损行为。本文的试验主要是在切向微动磨损试验机上进行的,采用球/平面接触方式,分别以GCr15/LY12CZ和GCr15/Ti811为配副。在分析摩擦特性曲线基础上,研究了法向载荷、位移幅值和腐蚀环境对微动磨损的影响。试验后对测试试样的磨痕形貌、磨损量进行分析。最后建立有限元模型,研究LY12CZ接触面的应力状态,并分析了法向载荷、位移幅值和摩擦系数对应力分布的影响。通过以上的工作,本论文主要获得了以下几个结论:1.本研究获得了基于法向载荷、位移幅值和腐蚀环境三大因素下的GCr15/LY12CZ和GCr15/Ti811切向微动腐蚀磨损的运行状态图。2.通过对GCr15/LY12CZ和GCr15/Ti811两种配副的切向微动磨损试验,获得了载荷、位移幅值和环境对其微动磨损的影响规律,得到了基于载荷和位移幅值的滑移区破坏机理图和基于三种因素下的破坏机理图,根据其微观形貌图得到了三种因素对其影响的轻重程度,更深刻的了解了其微动磨损运行行为,并初步给出了一些工程建议。3.通过有限元分析获得了不同工况下LY12CZ微动磨损接触面的应力状态,获得了法向载荷、位移幅值和摩擦系数对应力分布的影响规律,得到了与试验所得相同的运行规律,同时还获得了载荷、位移幅值和摩擦系数对微动疲劳的影响规律,同样也初步根据结果给出了一些工程建议。

关键词：硬铝合金钛合金切向微动腐蚀磨损有限元模拟

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低温等离子体表面改性对医用奥氏体不锈钢微动摩擦学性能的影响

低温等离子体表面改性对医用奥氏体不锈钢微动摩擦学性能的影响

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作者：刘静西南交通大学

学位级别：硕士

医用奥氏体不锈钢基于其良好的耐腐蚀性、经济性和综合力学性能,且加工工艺简便,已被广泛应用于骨骼系统、齿科、心脏外科的置换和修复。然而,由于其硬度较低,耐磨性较差。另外,由于其金属离子可能析出进入人体组织液里引发生物反应,严... 详细信息

医用奥氏体不锈钢基于其良好的耐腐蚀性、经济性和综合力学性能,且加工工艺简便,已被广泛应用于骨骼系统、齿科、心脏外科的置换和修复。然而,由于其硬度较低,耐磨性较差。另外,由于其金属离子可能析出进入人体组织液里引发生物反应,严重时甚至会出现血栓栓塞、感染及肿瘤等现象,从而降低了其使用寿命。因此,为满足长期植入的功能要求,需要对其进行抗腐蚀微动磨损性能的综合改进。本文在液压伺服微动疲劳试验机上,采用球／平面接触模式,在不同循环次数和位移幅值条件下,对表面改性前后的医用奥氏体不锈钢在模拟人体体液中进行了微动试验研究。结合金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、纳米压/划痕仪、台阶仪等对磨斑微观形貌和化学成分进行了测试分析。详细研究了三种不同的表面改性方法对316LVM医用奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能以及微动摩擦学性能的影响。进而通过不同位移幅值下的微动试验,研究此种表面改性方法对316LVM医用奥氏体不锈钢基体的微动运行行为影响。同时,对ASTMF2581医用无镍奥氏体不锈钢表面改性前后样品在模拟人体体液中进行摩擦磨损试验,结合光学显微镜和激光共聚焦显微镜对磨斑和磨损情况进行分析,进一步研究了表面改性对新型医用无镍奥氏体不锈钢摩擦学性能的影响。本论文研究取得的主要结论如下： 1. 430℃渗氮、430℃氮碳共渗与500℃渗碳等表面改性均可在316LVM医用奥氏体不锈钢表面形成扩展奥氏体相“S”相,明显地提高其硬度和弹性模量,也降低了弹性模量与硬度的比值(E／H),这对提高316LVM医用奥氏体不锈钢耐腐蚀磨损性能有显著的效果。研究表明,这三种表面改性工艺中,430℃氮碳共渗是316LVM医用奥氏体不锈钢抗微动腐蚀磨损性能最佳的表面改性工艺。 2.低温等离子体430℃氮碳共渗可以有效地改善316LVM医用奥氏体不锈钢的微动磨损性能。一方面,该表面改性工艺可以改变奥氏体不锈钢的微动分区,将混合区与部分滑移区移动到一个相对较小的位移幅值范围内。另一方面,未改性样品磨损后损伤比较严重,混合区有较大裂纹的出现且不断向心部扩展;而改性后样品的损伤轻微,混合区未出现裂纹,摩擦系数相对于基体有所降低。 3.低温等离子体500℃渗碳能在ASTM F2581新型医用无镍奥氏体不锈钢上形成无沉淀扩展奥氏体相碳“S”相。经过对表面改性前后样品在模拟人体体液中进行摩擦磨损试验的分析,得出此种医用奥氏体不锈钢在表面渗碳后摩擦系数有所降低,摩擦磨损性能得到显著的改善。

关键词：表面改性等离子体微动腐蚀磨损奥氏体不锈钢

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