FNiWC15喷熔层的显微组织和耐磨性研究

表面改性是摩擦学研究中的一个重要领域，而喷熔法则是表面工程中得到广泛应用的表面改性技术，为了揭示喷熔层具有优异耐磨性能的原因，通过扫描电子显微镜观察和Ｘ射线能谱分析，以及无润滑滑动摩擦试验，研究了含１５％（ｗｔ）ＷＣ耐磨相的ＦＮｉＷＣ１５镍基自熔合金粉末喷熔层的显微组织，显微硬度，合金元素分布及其耐磨性，结果表明，ＦＮｉＷＣ１５喷熔层的组织结构是在树枝状镍基固溶体基体上，弥散分布着微细的ＷＣ颗粒，     

稀土元素对镍基喷焊合金层摩擦表面形成氧化物膜的影响

稀土元素能够有效地改善镍基喷焊合金层的组织，提高其耐磨性和承载能力．为了弄清稀土元素在镍基喷焊合金层中的作用机理，利用Ｘ射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪和二次离子质谱仪等现代分析设备，就稀土元素对镍基喷焊合金层摩擦表面形成氧化物膜的影响进行了试验研究与分析．结果表明，添加稀土元素能够明显增大喷焊合金层摩擦表面氧化物膜的厚度，并在氧化物膜与基体之间产生富集，这对提高喷焊合金层与基体的结合强度，改善喷焊合金层的耐磨性和承载能力都有重要作用     

TiC—Fe3C对铸铁激光熔敷层耐磨性的影响

采用铁基熔敷材料 ,在铸铁激光熔敷层内得到内生 Ti C.研究了内生 Ti C和 Fe3 C对熔敷层耐磨性的影响 ,分析了内生 Ti C数量及体积分数对熔敷层磨损表面形貌及磨损质量损失的影响规律 .结果表明 ,通过引入内生 Ti C可以显著改善铸铁表面激光熔敷层的抗磨性能 ,这主要是由于 Ti C硬度很高 ,且具有弥散强化及细晶强化作用所致     

稀土提高铁基自熔合金喷焊层耐磨性的效果与机理

随着表面技术的发展，稀土元素在表面工程中的应用日益受到人们的广泛重视。为了充分发挥我国稀土资源丰富的优势，不断地开拓其新的应用领域，在铁基自熔合金粉末中添加不同量的混合稀土硅铁合金，采用火焰喷焊技术获得涂层，通过摩擦磨损试验和精细的扫描和透射电子显微镜分析，深入地研究了稀土元素对铁基自熔合金涂层组织结构与耐磨性的影响，以及稀土元素的分布与存在形式，同时还对其作用机理进行了初步分析，研究结果表明，添加适量的稀土元素可以明显地提高喷焊合金层的耐磨性和承载能力；稀土元素能够细化喷焊合金层的组织，形成ＬａＢ６相的沉淀折出而强化基体，并能净化晶界，减少硫在晶界上的偏聚。     

不同基体高铝青铜等离子喷焊层组织与摩擦磨损机理

采用等离子喷焊技术在不同基体上制备耐磨高铝青铜喷焊涂层,研究喷焊层与基体之间元素扩散对喷焊层组织的影响,并在室温条件下采用销-盘式摩擦磨损试验机考察喷焊层的摩擦磨损性能,进而分析喷焊层的磨损机理.结果表明:三种基体喷焊层在干摩擦条件下摩擦磨损机理存在明显差异,45钢基体喷焊层中团聚状k相易与对摩件发生黏着,脱落成为磨粒,导致严重的磨粒磨损,摩擦系数大;ZQAl9-4铝青铜基体喷焊层中脆性共晶组织(α+γ2)呈网状分布,断裂韧性对材料的磨损起支配作用,主要磨损机制为疲劳磨损与磨粒磨损;T3紫铜基体喷焊层中k相呈细小梅花状,均匀分布在固溶度较大的β'相中,涂层抵抗弹性变形能力提高,疲劳磨损机制得到抑制,摩擦系数小.     

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。     

CoCrFeNiWx高熵合金在室温及900℃下的摩擦磨损性能

采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_x(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明：合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量较高时会促进金属间化合物μ相的形成,随着W含量提升,合金显微组织由FCC胞状树枝晶(x=0.25)转变为FCC树枝晶及晶间层片状(FCC+μ)共晶组织(x=0.5、0.75),最后转变为FCC基体上分布的粗大树枝状μ相(x=1.0).由于W元素的固溶强化及原位生成金属间化合物μ相的第二相强化作用,使合金的强度和硬度等力学性能显著增加的同时塑性降低.在试验载荷为10 N,滑动速度0.3 m/s的测试条件下,CoCrFeNiW_x系列高熵合金与Si₃N₄陶瓷球配副时的球-盘摩擦试验结果表明：W元素的添加显著改善了合金的室温耐磨性,但对摩擦系数的影响较小;而900℃摩擦时,摩擦表面形成的多元复合氧化物摩擦釉质层具有良好的减摩抗磨作用,特别是W元素氧化产生的...     

采用两种喷涂技术制备铁基合金涂层的摩擦磨损特性研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术和等离子喷涂(ASP)技术,分别在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶合金涂层和铁基非晶纳米晶涂层,研究了2种涂层在室温下的摩擦磨损特性,并探讨其磨损机理.结果表明,2种热喷涂涂层中以等离子喷涂工艺制备的铁基非晶纳米晶涂层的耐磨性较好,其主要原因是等离子喷涂涂层具有高硬度的同时在涂层中弥散分布着纳米晶颗粒,两者共同增强了涂层的耐磨性能.采用等离子喷涂技术制备的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,而超音速火焰喷涂技术制备的涂层的磨损机理为粘着磨损和疲劳磨损的综合作用,其中以疲劳磨损为主.     

CeO2对WC-Co/Ni60B激光熔覆涂层组织和磨损性能的影响

本文采用激光熔覆的方法,成功制备出了以45#钢为基体,Ni60B自熔性合金粉末为粘结相,微米和纳米WC-12%Co为增强相,含一定量稀土氧化物CeO2的陶瓷颗粒增强金属基复合涂层.在MM200环块磨损试验机上进行了相同磨损距离和不同载荷下的干摩擦滑动磨损试验.研究了CeO2对涂层组织形貌、硬度和磨损性能的影响.结果表明：CeO2的加入对熔覆层的组织起到明显的细化作用,使枝晶生长的方向性减弱,组织趋于均匀;由于硬质相的析出和细晶强化的作用,熔覆涂层的显微硬度值比未添加稀土的涂层有所提高,涂层的耐磨性也相应得到了改善.     

Fe基非晶纳米晶电弧喷涂层的摩擦学性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备了FeCrBSiMnNbW非晶纳米晶涂层.研究了涂层材料在干摩擦条件下的摩擦学性能.采用配备有能谱分析仪（EDAX）的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的微观组织结构进行了表征.采用显微硬度计和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析,摩擦磨损试验在UMT-2型摩擦磨损试验机上进行,并采用三维白光干涉表面形貌仪（Phase Shift MicroWAM-3D）测定磨损量.结果表明：涂层组织均匀、结构致密、氧化物含量低,涂层主要由非晶相和纳米晶相组成;涂层具有较高的硬度和弹性模量;在相同的试验条件下,非晶纳米晶合金涂层的相对耐磨性是传统3Cr13涂层的3倍;磨损机制主要为典型的脆性剥落.     

火焰喷涂ETFE涂层的干摩擦磨损性能研究

采用火焰喷涂技术制备了乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）涂层。利用红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪(DSC) 及摩擦磨损试验机考察了涂层的结构、热性能及摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜（SEM）对涂层的磨损表面形貌进行分析。结果表明： ETFE粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化、降解反应;在摩擦载荷为20~120 N及摩擦速度为20~120 r/min的干摩擦条件下,涂层的摩擦系数为0.25~0.34,磨损量为0.006 8~0.157 8 g/(N?m);SEM分析表明涂层的磨损机制主要为塑性变形、疲劳磨损和轻微的黏着磨损。     

碳化钨几何形状对碳化钨增强镍基合金火焰喷涂涂层的摩擦性能影响

采用火焰喷涂/重熔(Flame spray/fusion)技术,制备碳化钨(20wt%)增强镍基合金涂层,其中碳化钨采用不同几何形状,探讨碳化钨几何形状对涂层显微组织、组成相、微硬度以及摩擦磨损性能的影响.结果显示,碳化钨几何形状的确是影响各项性能的重大因素,就抗磨损性能而言,大直径的圆形碳化钨增强效果最佳,而小直径的圆形碳化钨增强效果最差.     

镍基碳化钨自熔合金喷焊层与硼化物层磨损特性的对比研究

采用ＭＭ－２００型磨损试验机对火焰喷焊质量分数为３５％的ＷＣ自熔合金喷焊层和由Ｆｅ２Ｂ所组成的硼化物层在油润滑和干摩擦条件下的磨粒磨损，粘着磨损特性进行了对比试验研究。结果表明，镍基ＷＣ合金喷层具有硬质弥散相可均匀分布于高强韧性镍基固溶体的组织结构中，因而比硼化物层有较高的抗磨粒磨损和抗粘着磨损性能。     

Leading-Edge Reaction Zones in Lifted-Jet Gas and Spray Flames

An investigation of the leading edge characteristics in lifted turbulent methane-air (gaseous) and ethanol-air (spray) diffusion flames is presented. Both combustion systems consist of a central nonpremixed fuel jet surrounded by low-speed air co-flow. Non-intrusive laser-based diagnostic techniques have been applied to each system to provide information regarding the behavior of the combustion structures and turbulent flow field in the regions of flame stabilization. Simultaneous sequential CH-PLIF/particle image velocimetry and CH-PLIF/Rayleigh scattering measurements are presented for the lifted gaseous flame. The CH-PLIF data for the lifted gas flame reveals the role that ``leading-edge' combustion plays as the stabilization mechanism in gaseous diffusion flames. This phenomenon, characterized by a fuel-lean premixed flame branch protruding radially outward at the flame base, permits partially premixed flame propagation against the incoming flow field. In contrast, the leading edge of the ethanol spray flame, examined using single-shot OH-PLIF imaging and smoke-based flow visualization, does not exhibit the same variety of leading-edge combustion structure, but instead develops a dual reaction zone structure as the liftoff height increases. This dual structure is a result of the partial evaporation (hence partial premixing) of the polydisperse spray and the enhanced rate of air entrainment with increased liftoff height (due to co-flow). The flame stabilizes in a region of the spray, near the edge, occupied by small fuel droplets and characterized by intense mixing due to the presence of turbulent structures. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

电弧喷涂纳米结构涂层的组织与磨损性能

基于机器人自动化高速电弧喷涂技术在45#钢基体上制备了铁基纳米结构涂层.研究了纳米结构涂层在不同磨损速度?不同载荷下的磨损行为,并利用3Cr13涂层进行对比试验.采用扫描电镜?能谱分析仪,透射电镜和X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析.结果表明:涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;平均尺寸为46nm的α(Fe,Cr)相纳米晶均匀分布于非晶基体内.涂层的组织均匀,结构致密,平均孔隙率含量为1.7%.纳米结构涂层具有较高的显微硬度;随着磨损速度升高,载荷增加,纳米结构涂层的磨损量也随之增加.纳米结构涂层具有良好的耐磨性,同一磨损条件下,其相对耐磨性为3Cr13涂层的2.6倍.纳米结构涂层主要磨损机制为脆性断裂机制.     

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。     

火焰喷涂聚苯硫醚(PPS)复合涂层在水环境中的摩擦磨损性能研究

利用火焰喷涂技术在45#钢表面制备了炭纤维增强聚苯硫醚复合涂层并研究了其结构和力学性能,采用MM-200型摩擦磨损试验机对比考察了复合涂层同不锈钢对摩时在干摩擦与水环境中的摩擦磨损性能,并对涂层及偶件磨损表面形貌进行观察分析,采用X射线光电子能谱仪分析了偶件磨损表面典型元素的化学状态,探讨了涂层在水环境中的抗磨机理.结果表明:用火焰喷涂工艺制备聚苯硫醚复合涂层的过程中,聚苯硫醚粉末未发生明显降解与氧化;炭纤维含量影响复合涂层的粗糙度、显微硬度及与底材的结合强度;在水环境中炭纤维增强聚苯硫醚涂层表现出比聚苯硫醚涂层更优良的抗磨性能,这是由于水的冷却与冲刷作用使得复合涂层向偶件磨损表面的粘着转移明显减轻的缘故.     

Wear Resistance of Knives Made of DI37-VI (11Kh4V2MF3S2-VI) Steel During Cutting with Addition of An Abrasive Material

A method of heat treatment of DI37-VI steel exhibiting precipitation hardening is developed with due allowance for the steel microstructure and with determining the chemical composition of carbides and the matrix after each operation. In the case of low-temperature tempering, the mechanical properties of steel are found to be little different from its properties obtained by means of multiple high-temperature tempering (ageing); in the latter case, however, the wear resistance of steel in the case of cutting of steel bars is 1.5 times higher. It is demonstrated that the wear resistance of steel is significantly affected by the chemical composition of carbides and the matrix.     

氧乙炔焰喷焊挺杆抗点蚀性能的试验研究

作者以45号钢为基材,对其施行表面喷焊覆层强化处理的工艺,试验研究了氧乙炔焰喷焊斯太尔挺杆与国产斯太尔凸轮配副的抗点蚀性能。结果表明,在相同工况下,氧乙炔焰喷焊挺杆的优点蚀寿命比212堆焊合金铸铁挺杆的长一倍,比按国外原图纸工艺要求试制的20Cr气体软氮化斯太尔挺杆的长4培。文章还就喷焊挺杆的点蚀失效机理、挺杆表面喷焊覆层的抗点蚀性能和喷焊工艺对挺杆抗点蚀性能的影响等进行了比较系统而深入的分析和讨论,指出这种喷焊上艺可以应用于斯太尔挺杆的国产化批量生产。     

氧化铈添加量对 M_(80)S_(20) 激光涂敷层的显微组织和摩擦学性能的影响

通过金相分析、扫描电子显微镜分析和透射电子显微镜分析，以及在无润滑条件下的摩擦磨损对比试验研究，考察了稀土氧化物ＣｅＯ２添加量对（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ）８０（Ｂ，Ｓｉ，Ｃ）２０铁基非晶自熔合金粉末喷涂－激光重熔涂敷层的显微组织和摩擦磨损性能的影响．研究结果表明，在给定的试验条件下，稀土氧化物ＣｅＯ２的添加量（以质量分数计）为８％的改性效果比其添加量分别为４％和１２％的改性效果都好，可以明显改善激光涂敷层的显微组织，提高涂敷层的显微硬度，而且此时涂敷层的摩擦学性能最好．