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Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)涂层干滑动摩擦磨损行为的影响

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中国表面工程 2022年第2期35卷 176-186页

作者：勾俊峰杨鑫张世宏杨阳张小锋王冠刘江文王铀张永康广东工业大学机电工程学院广州510006 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243000 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备Cr_(2)O_(3)含量不同的Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层以研究Cr_(2)O_(3)的影响机制。试验... 详细信息

Cr_(2)O_(3)对Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备Cr_(2)O_(3)含量不同的Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层以研究Cr_(2)O_(3)的影响机制。试验结果表明:Cr_(2)O_(3)明显减少了涂层的微观孔隙;复合涂层中α-Al_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)的相对含量比明显高于Al_(2)O_(3)涂层中的37%;Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)涂层的硬度与Al_(2)O_(3)涂层相比提高了48%,断裂韧性是Al_(2)O_(3)涂层的2倍多;当载荷为5 N、10 N和15 N时,Al_(2)O_(3)-40%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率依次降低60%、85%和79%。但是当载荷为20 N时,Al_(2)O_(3)-20%Cr_(2)O_(3)复合涂层的摩擦因数最低,磨损率降低了50%。微观脆性断裂是涂层的主要磨损机制。复合涂层耐滑动磨损性能与Cr_(2)O_(3)含量及磨损条件是密切相关的。微观结构、硬度、断裂韧性、导热系数等是影响Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层耐磨损性能的重要因素。研究结果可为高耐磨性Al_(2)O_(3)基涂层的设计和应用提供指导。

关键词：大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-Cr_(2)O_(3)复合涂层摩擦因数耐磨损性能

激光冲击对海洋工程用E690钢微观组织及性能的影响

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表面技术 2023年第11期52卷 439-447页

作者：杨青天张永康池元清刘江文王铀勾俊峰莫兆溢谭桂斌李顺利广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室广州510006 广东工业大学实验教学部广州510006 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

目的提高E690钢的耐磨损性能。方法将E690钢基体经磨床打磨后进行超声清洗,利用PROCUDO?200激光冲击系统,对其表面施加冲击强化处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析激光冲击(LSP)对E690钢微观组织结构的影响。通... 详细信息

目的提高E690钢的耐磨损性能。方法将E690钢基体经磨床打磨后进行超声清洗,利用PROCUDO?200激光冲击系统,对其表面施加冲击强化处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析激光冲击(LSP)对E690钢微观组织结构的影响。通过显微硬度测试、纳米压痕测试、干滑动摩擦磨损试验,评价未冲击处理和LSP处理E690钢试样的硬度、弹塑性性质和耐磨损性能。结果 LSP作用下,E690钢基体表层晶粒尺寸细化,形成明显的梯度结构,试样的相组成仍然为α相和γ相,但α相最强衍射峰的半高宽由0.218°增大到0.266°。LSP处理后,E690钢基体表层残余应力转变为较大的残余压应力,最大残余应力达到–268 MPa。LSP处理E690钢的影响层深度约为700μm,表面硬度为(302.5±12.2)HV100,与未冲击处理试样相比,提高了8.7%。LSP处理E690钢试样的弹性模量为(419.80±8.79) GPa,提高了21.4%,弹性恢复功略有提高。LSP处理使得E690钢的摩擦系数由0.59±0.03减小为0.55±0.03,同时使其磨损率降低了32%。未冲击处理和LSP处理E690钢试样的磨损机制为黏着磨损、氧化磨损和磨粒磨损。结论 LSP处理可有效改善E690钢基体表层的微观组织,形成明显的冲击影响层深度,有效提高E690钢基体的硬度和弹性模量,降低其滑动摩擦系数。此外,LSP处理有效提高了E690钢的耐干滑动磨损性能。

关键词：激光冲击微观组织纳米压痕摩擦系数耐磨损性能磨损机制

微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAl高熵合金的组织与性能的影响

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材料工程 2022年第3期50卷 50-59页

作者：张昊吴昊唐啸天罗涛邓人钦长沙学院机电工程学院长沙410022 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

高熵合金(HEAs)表现出比传统合金更为优异的耐磨耐蚀性能,逐渐成为金属材料领域的研究热点。采用金属热还原法制备不同W含量的CoCrFeNiMnAlW_(x)(x=0.12,0.15,0.19)高熵合金,研究微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAlW_(x)高熵合金的相结构、... 详细信息

高熵合金(HEAs)表现出比传统合金更为优异的耐磨耐蚀性能,逐渐成为金属材料领域的研究热点。采用金属热还原法制备不同W含量的CoCrFeNiMnAlW_(x)(x=0.12,0.15,0.19)高熵合金,研究微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAlW_(x)高熵合金的相结构、微观组织与性能的影响。采用XRD,SEM和EDS等技术表征该合金的相结构、显微组织及元素分布,利用材料表面性能测试仪和电化学工作站测定该合金的摩擦磨损性能和电化学腐蚀性能。结果表明:不同W含量高熵合金均由两种不同晶格常数的BCC相组成,随着W含量的增加,BCC1相微观相貌并没有明显的变化,但是BCC2相的微观形貌和元素分布随W含量的变化而明显变化,而耐磨损性能和耐腐蚀性能均有一定程度的提高,CoCrFeNiMnAlW_(0.19)合金的摩擦因数和磨损率分别为0.684和1.06×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机制由黏着磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损相结合,最后再转变为摩擦磨损;在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度从6.08×10^(-6)A/cm^(2)减小到1.72×10^(-6)A/cm^(2),腐蚀速率也逐渐减小。

关键词：高熵合金铝热反应相结构耐腐蚀性能耐磨损性能

热处理对冷喷涂Al-Ni沉积体组织和力学性能的影响

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稀有金属 2020年第11期44卷 1153-1162页

作者：李旭王强牛文娟毛轩西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学功能材料加工国家地方联合工程研究中心陕西西安710055 西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

Al-Ni金属间化合物具有高熔点、高蠕变强度、低密度、耐腐蚀和抗氧化等优良性能。本研究预先采用冷喷涂工艺制备Al-50%Ni沉积体,后将沉积体在450、500和550℃氩气环境中保温8 h进行热处理,探讨热处理对冷喷涂Al-50%Ni复合沉积体的显微... 详细信息

Al-Ni金属间化合物具有高熔点、高蠕变强度、低密度、耐腐蚀和抗氧化等优良性能。本研究预先采用冷喷涂工艺制备Al-50%Ni沉积体,后将沉积体在450、500和550℃氩气环境中保温8 h进行热处理,探讨热处理对冷喷涂Al-50%Ni复合沉积体的显微组织、相成分、硬度和耐磨损性能的影响。结果表明:与喷涂态的Al-50%Ni沉积体相比,随着热处理温度的升高,沉积体中Al_(3)Ni、Al_(3)Ni_(2)相的含量逐渐增加,经550℃热处理后,显微组织基本转变为金属间化合物。同时,因Al、Ni在沉积体中扩散系数不相同,导致柯肯达尔效应出现,沉积体中孔隙率随温度升高逐渐增加。喷涂态Al-50%Ni沉积体的平均显微硬度为HV_(0.2)76.0,经450℃热处理后,沉积体形变强化效果消除,平均显微硬度为HV_(0.2)46.2,随着热处理温度升高,金属间化合物含量增加,沉积体的平均显微硬度在500℃时为HV_(0.2)98.6,550℃时为HV_(0.2)376。同时,热处理态Al-50%Ni沉积体的质量磨损均比冷喷涂态小;且随着热处理温度的升高,沉积体抗磨损性能逐渐提高。

关键词：冷喷涂热处理显微组织显微硬度耐磨损性能

单脉冲电沉积Ni-纳米TiC-氧化石墨烯复合镀层结构及磨损性能

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材料导报 2024年第11期38卷 209-215页

作者：任鑫王浩鑫孙涛王港孟超邱星武辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000 四川建筑职业技术学院多组元合金德阳市重点实验室四川德阳618000

本研究利用单脉冲电沉积技术在Q235钢表面制备了一种新型的Ni基减摩耐磨三元复合镀层,首先通过研究氧化石墨烯(GO)浓度对Ni-纳米TiC基复合镀层形貌、镀速及硬度的影响确定了最佳的GO添加量,然后利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)... 详细信息

本研究利用单脉冲电沉积技术在Q235钢表面制备了一种新型的Ni基减摩耐磨三元复合镀层,首先通过研究氧化石墨烯(GO)浓度对Ni-纳米TiC基复合镀层形貌、镀速及硬度的影响确定了最佳的GO添加量,然后利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)等设备对三元复合镀层的结构进行了表征。最后与Ni-纳米TiC复合镀层等进行了对比,研究了三元复合镀层的硬度及耐磨损性能。结果表明:镀液中GO的最佳质量浓度为200 mg/L。此时,Ni-纳米TiC-GO复合镀层的表面均匀致密,粗糙度值Ra=3.087μm。XRD和拉曼光谱等分析结果表明纳米TiC和GO成功复合到Ni基镀层之中。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的硬度为726.3HV,约是Ni-纳米TiC复合镀层(463.8HV)的1.5倍。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的平均摩擦系数为0.108,相比于Ni-纳米TiC复合镀层(0.285),其具备更好的减摩耐磨性能。

关键词：单脉冲氧化石墨烯 Ni基复合镀层微观结构耐磨损性能

核桃壳超声预处理对聚氯乙烯复合材料性能的影响

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工程塑料应用 2023年第2期51卷 145-152页

作者：陈东胜张克平杨君乾张茜张亚男甘肃农业大学机电工程学院兰州730070

为研究超声预处理对聚氯乙烯(PVC)/核桃壳(WS)/凹凸棒土(ATP)复合材料性能的影响及相关机理,以料液质量比、振幅、时间为超声预处理试验条件处理WS,应用熔融挤出工艺制备PVC/WS/ATP复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描... 详细信息

为研究超声预处理对聚氯乙烯(PVC)/核桃壳(WS)/凹凸棒土(ATP)复合材料性能的影响及相关机理,以料液质量比、振幅、时间为超声预处理试验条件处理WS,应用熔融挤出工艺制备PVC/WS/ATP复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对PVC/WS/ATP复合材料的结构和微观形貌进行表征,对复合材料的物理、力学和耐磨损性能进行测试与分析。结果表明,超声预处理没有改变复合材料的主要化学结构,超声的空化作用提升了WS与PVC的界面相容性;相比于未处理WS,一定条件的超声预处理可降低复合材料的密度,并使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能均有所增强,在超声料液质量比1∶20、振幅60%、时间15 min条件下力学性能达到最优;一定条件的超声预处理增强了复合材料的耐磨性,在超声料液质量比1∶20、振幅60%、时间10 min条件下耐磨损性能最优。

关键词：核桃壳聚氯乙烯超声预处理复合材料耐磨损性能

数控机床齿轮Fe-Ni-Cu-C-Mo-V合金粉末锻造研究

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锻压技术 2022年第9期47卷 23-29页

作者：刘波刘军强济源职业技术学院机电工程系河南济源459000 河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000

为了研究新型数控机床齿轮材料Fe-Ni-Cu-C-Mo-V合金粉末锻造的可行性以及探讨始锻温度对齿轮材料耐磨损性能和耐腐蚀性能的影响。采用不同的始锻温度进行了齿轮材料的粉末锻造试验,并进行了耐磨损性能、耐腐蚀性能和密度的测试与分析。... 详细信息

为了研究新型数控机床齿轮材料Fe-Ni-Cu-C-Mo-V合金粉末锻造的可行性以及探讨始锻温度对齿轮材料耐磨损性能和耐腐蚀性能的影响。采用不同的始锻温度进行了齿轮材料的粉末锻造试验,并进行了耐磨损性能、耐腐蚀性能和密度的测试与分析。结果表明:采用粉末锻造方法,可以制备出综合性能较佳的齿轮材料。随着始锻温度从800℃增至1200℃,齿轮材料的磨损体积先减小后增大、腐蚀电位先正移后负移、密度先增大后减小,齿轮材料的耐磨损性能和耐腐蚀性能先提高后下降。与始锻温度为800℃时相比,始锻温度为1100℃时,粉末锻造的齿轮材料的磨损体积减小28.4%、腐蚀电位正移23.1%、密度增大7.0%。粉末锻造新型数控机床齿轮材料Fe-Ni-Cu-C-Mo-V合金的始锻温度优选为1100℃。

关键词：粉末锻造 Fe-Ni-Cu-C-Mo-V合金耐磨损性能耐腐蚀性能齿轮材料

钛合金高速超声振动车削表面完整性及耐磨损性能试验研究

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航空制造技术 2024年第9期67卷 30-36,50页

作者：彭振龙张翔宇王刚徐广涛赵明皞郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 抗疲劳制造技术河南省工程实验室郑州450001 郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

在可替代性弱且常被用于制造航空发动机关键部件的前提下,钛合金等难加工材料的高效高质切削面临挑战。针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面完整性不佳和使役性能有待提升难题,开展了钛合金Ti-6Al-4V的高速车削试验,分析了高速超声振动切削技... 详细信息

在可替代性弱且常被用于制造航空发动机关键部件的前提下,钛合金等难加工材料的高效高质切削面临挑战。针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面完整性不佳和使役性能有待提升难题,开展了钛合金Ti-6Al-4V的高速车削试验,分析了高速超声振动切削技术对钛合金Ti-6Al-4V表面完整性和已加工表面耐磨损性能的改善效果,进而为钛合金Ti-6Al-4V的高质量加工提供理论支撑。结果表明,相比于普通切削,高速超声振动切削有效降低了钛合金Ti-6Al-4V的表面粗糙度,提高了表面强度和表面残余压应力,以及增强了耐磨损性能。

关键词：钛合金高速切削表面完整性耐磨损性能超声振动车削

激光功率对WC增强Ni35合金激光熔覆层组织与性能的影响

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机械工程材料 2022年第10期46卷 27-33页

作者：刘伟斌李新梅井振宇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830017

采用不同激光功率(1.1,1.3,1.5kW)在45钢表面激光熔覆制备WC增强Ni35合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等研究了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明:随... 详细信息

采用不同激光功率(1.1,1.3,1.5kW)在45钢表面激光熔覆制备WC增强Ni35合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等研究了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明:随着激光功率增大,熔覆层表面宏观裂纹减少,熔覆层稀释率增大;随着激光功率增大,熔覆层的显微硬度升高,磨损量和摩擦因数减小,不同激光功率熔覆层的耐磨性均优于基体;当激光功率为1.5kW时,相比于基体,熔覆层的表面平均硬度提高了约270%,磨损量和摩擦因数分别降低了95.2%和54.93%;随着激光功率的增大,熔覆层的自腐蚀电位先减小后增加,自腐蚀电流密度先增大后降低,当激光功率为1.5kW时,熔覆层的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性相对较好。

关键词：激光熔覆 WC/Ni35合金熔覆层激光功率显微组织耐腐蚀性能耐磨损性能