磁控溅射制备高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层摩擦学性能

为改善高熵合金涂层的摩擦学性能,通过石墨与AlTiVCrNb高熵合金靶共溅射制备(AlTiVCrNb)C涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层的成分、表截面形貌和物相,采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的硬度、弹性模量和摩擦学性能,采用白光干涉三维形貌仪表征涂层的磨损情况。试验结果表明:随着涂层中碳含量增加,高熵组分从BCC/FCC双相向单一FCC结构转变,且涂层的微观组织结构也随之变化;由于碳化物的形成和固溶强化,涂层呈现良好的摩擦学性能;在涂层碳原子分数为20.83%时,涂层的摩擦性能和力学性能达到最优,此时摩擦因数最低,为0.35,涂层硬度与弹性模量最高,分别为17.84、182.72 GPa。研究表明,在磁控溅射工艺中石墨与AlTiVCrNb高熵合金共溅射,可以获得摩擦学性能良好的高熵碳化物(AlTiVCrNb)C涂层。

沉积功率对Ce-Ti/MoS_(2)复合涂层摩擦磨损性能的影响

目的探究Ce-Ti合金靶功率对MoS_(2)基涂层摩擦学性能的影响,制备干摩擦性能优异的MoS_(2)基复合涂层。方法采用直流与射频双靶非平衡共溅射技术,通过调节Ce-Ti(1∶1)靶功率控制涂层掺杂元素含量。利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等多种测试手段,分析合金靶功率对Ce-Ti/MoS_(2)涂层微观组织、力学性能及摩擦学性能的影响。结果随着掺杂金属功率提升,MoS_(2)基涂层由明显的晶体结构变为类似非晶结构;表面由纯MoS_(2)的蠕虫状逐渐转化为细小团聚形貌,在达到90 W功率后团聚尺寸又逐渐粗大。当Ce-Ti靶(Ce的原子数分数为2.32%;Ti的原子数分数为7.21%)沉积功率达到70 W时,致密程度显著提高,由无掺杂多孔柱状晶变为细密柱状生长结构,纳米硬度达7.85 GPa,并明显改善了氧化现象。在摩擦磨损方面,70 W功率下磨痕呈微量的磨粒磨损,平均摩擦因数低至0.073,磨损率减少至9.42×10^(-8) mm^(3) N^(-1)m^(-1)。对偶钢球形成转移膜,有效减少摩擦过程剪切力。70 W条件下转移膜面积最小,且摩擦时磨痕处重组生成MoS_(2)结构,显著减少材料的摩擦因数与磨损率。结论磁控溅射Ce-Ti掺杂MoS_(2)基涂层提升了涂层致密程度与摩擦磨损性能,在功率达到70 W时达到最优综合性能,涂层的摩擦因数与磨损率也因形成高质量转移膜而显著降低。

CrMo钢热处理工艺对疲劳强度影响的研究进展

CrMo钢多用于高温及承载循环应力的环境中,为改善其力学性能,对热处理工艺进行改进。以不同用途CrMo钢为例,简述近年热处理工艺的改进方法。尤其是在承受循环应力的条件下,研究CrMo钢棘轮效应及蠕变行为的特征及热处理工艺对其的影响,为工程应用热处理工艺提供方法与思路。

Al质量分数对磁控溅射Ti_(1-x)Al_(x)N薄膜结构和摩擦学性能的影响

针对TiAlN薄膜耐磨性不够优异的问题,研究了Al质量分数对Ti_(1-x)Al_(x)N薄膜结构和摩擦学性能的影响。采用磁控溅射沉积技术制备了4种不同Al质量分数的Ti_(1-x)Al_(x)N薄膜。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD),对薄膜的微观形貌、元素成分与晶体结构进行了表征。采用纳米压痕仪测试薄膜的硬度和弹性模量,用摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪测试薄膜的摩擦磨损性能。研究结果表明:随着Al质量分数在一定范围内的增加,薄膜从沿c-TiN(111)晶面生长逐渐转向h-AlN(200)晶面择优取向,Ti_(1-x)Al_(x)N薄膜疏松结构得到了改善,柱状结晶发生细化,表面形貌更加致密。同时,Ti_(1-x)Al_(x)N薄膜的硬度和弹性模量得到提高,磨损机理由严重的磨粒磨损、黏着磨损转变为轻微的磨粒磨损,平均体积磨损率降低。Ti_(0.67)Al_(0.33)N薄膜的综合性能最优,硬度和弹性模量分别为14.059 GPa和203.37 GPa,摩擦因数最低为0.182,平均体积磨损率为1.321×10^(-8)mm^(3)/(N·m),呈现出较好的摩擦学性能。

6063铝合金双道次热变形微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟试验机对6063铝合金进行双道次热轧试验,分析了合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0. 001~0. 1 s^-1,道次间停留时间10~90 s时的流变应力和微观组织。结果表明:随着道次间停留时间增长,第二道次屈服应力减小;温度与道次间停留时间对合金的静态软化率有较大的影响。低温大应变速率短道次间停留时间下试样的强化相较多,其形貌为长条状与圆形;高温低应变速率长道次间停留时间下试样的强化相数量有所减少,其形貌以圆形为主。通过能谱分析可知,试样中的强化相以AlFeSi为主,长条状强化相为6μm左右,圆形强化相尺寸约2μm。