Ni-P化学镀层的冲击磨粒磨损性能研究

利用单摆划痕法的冲击加载特性,研究了N i-P化学镀层的冲击磨粒磨损性能。用单摆划痕法测定的比能耗(材料产生单位体积划痕所消耗的能量)可作为材料耐冲击磨粒磨损性能的评价指标,材料的比能耗越大,其耐冲击磨粒磨损性能越好。试验结果表明,提高热处理温度可增加N i-P镀层的比能耗,但当磷含量增加时,镀层因发生塑脆转变,比能耗趋于减少。含磷量(质量分数,下同)为4.5%的镀层经600℃保温1 h热处理后其比能耗最大,耐冲击磨粒磨损性能最好。当热处理温度较高时,含磷量分别为4.5%、8.2%和10.8%的镀层的摩擦系数μ趋于一致。在冲击加载条件下,切向动态硬度和法向动态硬度与比能耗有较好的相关性,它们在评价材料耐冲击磨粒磨损性能方面比显微硬度更加可信。

WC-6%Co硬质合金的冲击磨粒磨损性能研究

用MLD-10型动载磨粒磨损试验机研究了不同晶粒度YG6硬质合金的冲击磨粒磨损性能。对试样进行了失重测量,并用FESEM分析磨损试样表面形貌。结果表明,硬质合金的耐磨性能与粘结相自由程、WC晶粒度有关;在本实验条件下,随着WC晶粒度或粘结相自由程增加,合金耐磨性先增加后减小,特定WC晶粒度配比的混晶WC-6%Co合金的抗冲击耐磨性能最好。合金的磨损失效机制也发生了转变:细晶合金主要表现为WC颗粒的剥落;随WC晶粒度增加,合金主要表现为大颗粒WC破碎后脱落。在以SiC为磨料的冲击磨粒磨损试验中,WC-6%Co合金的磨损是以WC颗粒的破碎和碎片脱落为主要的失效机制。

碳化物取向对Fe-Cr-C耐磨涂层抗磨损性能的影响

为研究不同冷却条件下制备的高铬合金耐磨涂层中碳化物取向对抗磨损性能的影响。使用高铬合金药芯焊丝在Q235基板上通过基材背面强制冷却和自然冷却两种不同的方式,制备了两组具有不同碳化物取向的耐磨涂层,即水冷试样A和自然冷却试样B。通过金相组织和显微硬度对比,分析滑动摩擦实验和冲击磨粒磨损实验的结果,来揭示碳化物取向对耐磨合金摩擦学特性的影响机理。结果表明,具有大量垂直取向(Fe、Cr)_(7)C_(3)初生碳化物的A组正面显微硬度比析出相以共晶混合物和团簇状(Fe、Cr)_(7)C_(3)初生碳化物为主的B组高16.92%;A组在滑动摩擦实验中粘着磨损分布较少,存在大量微裂纹,摩擦系数逐步下降,磨损率为0.007%,B组则存在大量金属颗粒粘着,摩擦系数呈上升趋势,磨损率0.015%高于A组。冲击磨粒磨损实验中,A组表面形貌以部分浅犁沟和脆性断裂导致的脱落和裂缝为主,B组表面形貌则以大量长且浅的犁沟和微切削引起的剥落坑与粘着层为主;对比失重曲线,A组磨损率为0.75%,B组磨损率为0.42%,因此具有大量横向碳化物分布的B组具有更好的冲击磨损性能。

钴含量对粗晶硬质合金磨损性能的影响

粗晶WC-Co硬质合金作为新型矿用工具材料,在不同工况条件下的耐磨性能与失效行为对其工业应用具有重要影响。本研究以Si C颗粒为磨料,采用MLD-10型动载磨粒磨损试验机,研究钴含量对WC晶粒度为5μm的粗晶硬质合金冲击磨粒磨损性能的影响。实验结果表明：钴的质量分数在6%~14%范围内增加时,硬质合金的磨损系数K均呈线性增加,耐冲击磨粒磨损性能则呈线性降低。粗晶硬质合金的耐冲击磨粒磨损机制为：表面层的钴粘结相先被Si C颗粒磨损,然后合金的耐磨性主要取决于凸出WC颗粒的失效行为。因此,硬质合金的磨损系数K与WC硬质相的体积含量呈正比。

激光熔覆Fe-Mo涂层增强铧式犁表面耐磨性能研究

为提高普通犁铧钢65Mn的耐磨损性能,降低农耕生产成本。采用同步送粉式激光器,在65Mn基体表面制备3种不同Mo含量(5wt%、10wt%、15wt%)的Fe基涂层。对熔覆涂层显微组织结构、物相组成及显微硬度进行分析,并对熔覆层进行了冲击磨粒磨损及冲蚀磨粒磨损实验测试。结果表明Mo元素的加入促进Fe基涂层显微组织结构细化,熔覆涂层生成多种硬质相提高了熔覆层硬度及耐磨性能;熔覆层最高硬度达912HV,较基体提高了2倍多;熔覆涂层冲击及冲蚀磨粒磨损的磨损量较基体有大幅度下降,其中,Fe-10Mo涂层冲击磨粒磨损磨损量最低为基体的48%,Fe-15Mo涂层冲蚀磨粒磨损磨损量最低为基体的58%。综合考虑涂层中Mo含量为10%-15%时涂层耐磨损性能最佳,能更好的满足翻转犁犁铧的使用要求。

Cr—Mn高碳钢耐磨机理研究

对Ｃｒ—Ｍｎ高碳奥氏体钢的耐磨性进行了研究．详细分析了磨损的不同方式，找到了在冲击磨料磨损条件下该材料具有高耐磨性的主要原因．

等温淬火工艺对高铬铸铁组织与性能的影响

通过与常规淬火与回火热处理工艺比较,研究了不同等温淬火热处理工艺对高铬耐磨铸铁的组织与性能的影响,等温淬火热处理工艺可以获得下贝氏体和马氏体为基体的组织,既提高铸铁的冲击韧性,又显著提高冲击磨损性。在320℃等温淬火1.5 h可获得较理想的材料冲击韧性和耐磨性。

铁路用捣镐表面高铬铸铁堆焊层的组织与性能

采用不同高铬铸铁堆焊焊条对失效的捣镐进行表面堆焊修复,通过显微组织观察、硬度测试和冲击磨损试验对堆焊层的组织和性能进行了研究,并与新镐进行了对比分析。结果表明:堆焊层组织主要为初生碳化物(Cr,Fe)7C3和共晶组织,从表面到底部,初生碳化物的含量逐渐减少,主要呈六角或长条状;堆焊层的硬度和耐磨性较新镐的好,其中JD2焊条堆焊层的性能要优于JD1焊条的。

烧结Cr15高铬铸铁组织与性能的研究

为研发耐磨性能优良、成本相对低廉的高铬铸铁,本文分别以亚共晶、过共晶的水雾化Cr15高铬铸铁粉末为原料,采用超固相线液相烧结工艺制备了烧结高铬铸铁(SHCCI),并对其显微组织、力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能进行对比研究。结果表明,烧结高铬铸铁主要由M7C3碳化物、马氏体和奥氏体组成;在亚共晶烧结高铬铸铁中,通过电解腐蚀萃取的M7C3碳化物三维形貌呈珊瑚状,沿晶界均匀分布,材料抗冲击耐磨性能优良;在过共晶烧结高铬铸铁中,优先形成的初生碳化物可能成为共晶碳化物的生长基底,形成核-壳结构的M7C3碳化物,沿晶界相互连接呈网状,严重割裂基体。亚共晶、过共晶烧结高铬铸铁的力学性能分别为:硬度HRC63.9、HRC64.3,冲击韧性7.92、3.04 J/cm^2,抗弯强度2112.65、1624.87 MPa。

变温超固相线液相烧结工艺对15Cr系高铬铸铁显微组织及性能的影响

为解决常规定温超固相线液相烧结出现的烧结温度窗口狭窄和产品力学性能对烧结温度波动敏感的问题,采用变温超固相线液相烧结工艺制备了粉末冶金高铬铸铁,研究了变温超固相线液相烧结的高温阶段工艺参数对15Cr系高铬铸铁显微组织和力学性能的影响,并与定温超固相线液相烧结制备的合金进行了对比。研究发现,变温超固相线液相烧结制备的合金由M_(7)C_(3)型碳化物、马氏体及少量奥氏体组成,通过高、低温两个阶段的烧结能够实现高效致密化和对显微组织的有效调控,制备出相对密度超过98.96%的高性能合金材料,烧结温度窗口相较于定温超固相线液相烧结扩展了15℃。在1225~1245℃、5~10 min的高温阶段窗口,随烧结温度升高与保温时间延长,合金显微组织逐渐粗化;当高温阶段烧结保温时间控制在10 min以内时,合金晶粒尺寸低于26.98μm,组织粗化程度可接受。变温超固相线液相烧结高铬铸铁的硬度和冲击韧性优于定温超固相线液相烧结高铬铸铁,且冲击韧性在烧结窗口内保持稳定,平均值达12.10 J·cm^(−2)。在1~3 J·cm^(−2)冲击功下,变温超固相线液相烧结试样的抗冲击磨粒磨损性能优于定温超固相线液相烧结试样,随着冲击功提高,合金的抗冲击磨粒磨损性能提升从9.70%提高到19.83%。