45~#碳钢表面激光铬镍合金化及其耐磨性的研究

作者利用1.1kW CO_2激光器对45~#碳钢表面进行了激光铬镍合金化处理。通过对合金层的成分和相组织分析,以及对合金层和基体的硬度与耐磨性的研究认为,激光铬镍合金化层的组织是胞状枝晶,其相组成为马氏体加残余奥氏体。测试结果表明,合金层的显微硬度是45~#碳钢基体的2～3倍,耐磨性也明显地比基体材料的好。     

碳钢表面碳—氮共渗层在高速干摩擦条件下的摩擦学性能研究

对 2 0 # 钢试样进行碳 -氮共渗热处理 ,考察了共渗层在高速干摩擦条件下的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其磨损表面形貌和元素化学状态进行了分析 .结果表明 :随着滑动速度的增加 ,2 0 # 钢表面碳 -氮共渗层的磨损率逐渐降低 ,当滑动速度达到 35m/s左右时 ,磨损率显著增大 .扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析结果表明 ,高速轻载干摩擦条件下 2 0 # 钢表面碳 -氮共渗层的摩擦学性能同磨损表面氧化物的形成和剥落密切相关 ,而磨损率的显著增加是由于磨损表面氧化物类型发生从Fe2 O3 到FeO的转变所致 .     

碳钢的高应力冲击磨损行为研究

在高应力冲击磨损条件下，金属材料的磨损表面很容易形成硬度很高（ＨＶ≥１０００）的白层．采用新的试验方法，研究了碳钢在高应力冲击条件下的磨损特征，并且从分析白层的结构出发，讨论了白层的形成机制和失效模式．结果表明，材料的高应力冲击磨损质量损失与冲击次数之间具有线性关系，韧性较好的低碳钢的耐磨性比高碳钢的好，原因是硬度越高，白层在磨损过程中越容易发生剥层与剥落．白层是一种高度塑性变形层，其内部精细结构的变形特征证实了白层的塑性变形机制     

碳钢渗硫层面接触滑动摩擦特性的试验研究

采用低温离子渗硫方法制备了不同厚度的４５＾＃钢渗硫层材料，利用面接触摩擦试验装置测定了在不同的载荷，加工方法，表面粗糙度及表面硬度下渗硫层的摩擦系数，并对其进行了分析。结果表明：在满足减摩条件下可适当减小渗硫层厚度。研究结果为后续理论研究及渗硫技术的应用提供了试验依据。     

45~#碳钢激光相变硬化层磨损特性的研究

本文在相同条件下对激光相变硬化处理、淬火-回火及未经处理的45~#碳钢的磨损特性进行了对比试验研究。结果表明,激光相变硬化处理明显地提高了材料表面的抗粘着和抗擦伤能力,因而可以使其在一定负荷和往复速度下的耐磨性能提高一个数量级。往复速度(频率)、负荷对激光相变硬化层和淬火-回火试样之磨损率的影响不同:淬火-回火试样的磨损率随着负荷的增大而迅速增大,但相变硬化层在负荷低于294N时的磨损率增加十分缓慢,只有当负荷超过294N之后才迅速增大;淬火-回火试样的磨损率是随往复频率的增大而迅速降低,而相变硬化层的磨损率随着往复频率的增大却是先上升而后下降,但其量值的变化较小,当往复频率高于每分钟500次时,二者的磨损率基本相同。     

2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀作用

采用失重实验、极化曲线和交流阻抗等方法研究了缓蚀剂2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在质量分数为2%柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。 失重实验表明,该缓蚀剂在柠檬酸溶液中能够有效地抑制碳钢的腐蚀,当其质量分数为0.4%时,缓蚀效率达到86.4%。 极化曲线表明,该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,Nyquist图中单一的容抗弧变化表明碳钢电极表面的腐蚀过程主要由电荷转移步骤控制。 该缓蚀剂的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是介于物理吸附和化学吸附之间的一种吸附。     

45~#碳钢微动磨损时表面层的微结构特征

研究了45~#碳钢在空气中于室温下微动磨损时表面层的微结构特征,通过光学显微镜和扫描电子显微镜对微动磨损表面及其横断面和磨屑的观察发现,15~#碳钢微动磨损时表面层系由三个特征区组成。讨论了片状氧化物磨屑形成的机理。     

压入硬度与材料单轴强度的关系研究

通过量纲分析和有限元数值计算,对弹塑性材料在Berkovich压头作用下的压入响应进行了分析,揭示了Oliver与Pharr压入硬度与材料屈服强度和单轴强度之和间存在简单的近似函数关系.据此,材料的屈服强度和强度极限之和可以由压入测试获得,铝合金的拉伸与压入实验证实了上述近似函数关系的正确性.基于这一关系,不仅可以利用压入技术对材料强度水平进行直接比较,而且可以预测中低强度结构钢的疲劳极限.多种碳钢和热处理钢的疲劳实验数据验证了利用压入技术预测中低强度结构钢的疲劳极限的有效性.     

氯化2,3,5-三苯基-2 氢-四唑(TTC)及2,4,6-三(2-吡啶基)-s -三嗪(TPT)在1mol/L HCl 中对Q235碳钢的缓蚀作用及机理的研究(Ⅱ)

通过X射线光电子能谱(XPS)、椭圆偏振原位测试考察了氯化2,3,5-三苯基-2H-四唑(TTC), 2,4,6-三(2-吡啶基)-s-三嗪(TPT)分子在1 mol/L HCl中对碳钢表面的缓蚀作用, 并从微观上对二者的缓蚀机理进行探讨. XPS测试结果显示, 由C, N元素的1s特征峰产生的化学位移及其积分峰面积表明TTC, TPT分子在金属表面产生了有效抑制腐蚀的保护层; 由椭圆偏振原位测试并结合动电位极化曲线测试,考察了TTC, TPT分子对金属表面腐蚀反应的抑制程度, 并得到了相位差等参量, 结果表明二者在金属表面形成了具有缓蚀作用的覆盖层.     

碳钢在NaNO2-NaCl溶液中的电流波动

用动电位和恒电位极化法研究了A3碳钢在NaNO2-NaCl溶液体系中的电流波动特征．A3钢在不含Cl^-的0．1mol／L NaNO2溶液中能保持良好的钝态，当加入一定浓度的Cl^-后，电流出现了明显的快速上升，再缓慢下降的波动特征，表明此时碳钢表面生成了溶解较快而再钝化相对较慢的亚稳态孔蚀．实验中可观察到因电流波动而产生的累积腐蚀损伤的蚀孔．实验表明，随着Cl^-浓度的增加，出现亚稳态孔蚀的初始电位Em降低，相应的电流波动峰值增大，峰频增加；而升高电位。则电流波动的峰值和峰频也都增加，况且再钝化时间延长，由此可见电位的升高促进了亚稳态孔的溶解，并能激活更多的活性点使孔诱发速率增大．