射流冲击强化改性研磨对Cronidur30轴承钢耐摩擦腐蚀性能的影响

采用第四代射流冲击强化研磨机对Cronidur30轴承钢板进行不同加工时间的射流冲击强化改性研磨处理,在3.5%NaCl溶液中利用往复式摩擦磨损试验机对该钢板试样进行摩擦腐蚀试验;通过显微硬度计测量加工后试样截面的显微硬度;利用金相显微镜测量强化层厚度和观察磨痕的表面形貌。研究表明:射流冲击强化改性研磨处理后Cronidur30轴承钢板的表面粗糙度和显微硬度增大,晶粒细化,表面出现组织均匀的致密强化层;加工时间越长,钢板表面的显微硬度越高,表面强化层越厚;在相同的载荷条件下,射流冲击强化改性研磨加工时间越长,试样摩擦系数和磨损量越小,耐摩擦腐蚀性能越高。

FH36钢在不同盐度模拟海水中的摩擦腐蚀行为研究

本文中利用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,分别测试FH36船用低温钢板在不同盐度模拟海水中摩擦腐蚀行为.结合电化学工作站监测FH36钢样在摩擦腐蚀过程中的电化学参数变化;使用白光干涉仪以及扫描电子显微镜分别对钢样的显微组织形貌和磨痕形貌进行了表征,结果表明:随着Cl-浓度的增加,钢样摩擦系数降低,在腐蚀的耦合作用则会加剧材料损失,导致磨痕轮廓截面变宽、磨损量增加、腐蚀电位发生负移,钢样的腐蚀加剧.其中磨损量由占材料损失量的86.2%降至78.2%.当钢样处于开路电位时,低盐度模拟海水中磨损机制为磨粒磨损为主伴随腐蚀磨损,高盐度模拟海水中磨损机制为腐蚀磨损和疲劳磨损共存;处于阴极保护电位时,在各种Cl-浓度(0~1.2 mol/L)下的磨损机制都以磨粒磨损为主.通过对摩擦腐蚀耦合的定量分析,证实了两者相互促进,且在Cl-浓度达到0.6 mol/L时摩擦与腐蚀的协同耦合作用影响最大.

人工海水环境中不同偏压制备的(TiNbMoZrW)C涂层的摩擦腐蚀性能研究

多主元碳化物涂层作为腐蚀防护领域极具前景的候选材料,具有低摩擦系数、低磨损率和良好的耐腐蚀性能,但对其摩擦腐蚀性能的相关研究较少。为促进多主元碳化物涂层在海水环境中的应用,利用反应磁控溅射技术,通过调控基底偏压制备了(TiNbMoZrW)C涂层。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和纳米压痕仪对(TiNbMoZrW)C涂层的微观结构和力学性能进行了系统表征,并分析了涂层在人工海水中的电化学特性和摩擦腐蚀性能。结果表明:随着脉冲偏压从0增加到-800 V,制备的(TiNbMoZrW)C涂层的残余压应力、硬度和弹性模量均呈现增大趋势。-800 V偏压沉积的涂层具有最大硬度(25.9 GPa)和弹性模量(356.34 GPa),良好的抗裂性和耐腐蚀性,在人工海水和空气中具有最低的磨损率,分别为1.00×10^(-7)和2.28×10^(-7) mm^(3)/(N·m)。增加偏压有利于改善(TiNbMoZrW)C涂层在人工海水中的摩擦腐蚀性能。

锻造CoCrMo合金关节材料的摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)考察了锻造Co Cr Mo合金在25%小牛血清溶液条件下的摩擦腐蚀性能,利用扫描电镜观察了摩擦腐蚀的形貌特征,对腐蚀损失量、机械磨损损失量及腐蚀和磨损的协同损失量进行了对比分析.结果表明:锻造Co Cr Mo合金的腐蚀电位(Ecorr)约-820 m V,在0.5~0.75 V区间出现二次钝化.不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦系数均大于纯摩擦系数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大.随载荷的增加,机械磨损损失量所占比例增大,腐蚀损失量所占比例降低.摩擦腐蚀的协同损失量占到总损失量的30%以上,且随载荷增加而增大.

锻造CoCrMo合金关节材料的滑动摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)摩擦腐蚀试验平台,考察了医用CoCrMo合金在生理盐水润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察了CoCrMo合金在摩擦腐蚀之后的形貌特征。结果表明,随着载荷的增大,CoCrMo合金摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大。摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦因数,且随载荷的增加而减小。摩擦腐蚀的磨损破坏比纯摩擦严重,磨损机理主要表现为犁沟磨损和剪切塑变造成的局部剥落。

316L不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。

骨科植入物金属材料生物摩擦腐蚀研究进展

骨科植入物的生物摩擦腐蚀耦合行为对人工假体使用寿命有重要影响.本文作者概述了生物摩擦腐蚀耦合行为研究的试验方案和主要分类,其中按照摩擦方式不同,可将其分为磨粒磨损腐蚀、微动腐蚀、滑动(摩擦)腐蚀、模拟器仿真(摩擦)腐蚀等类型,分析了影响该行为的主要因素,包括摩擦、电化学、材料和溶液因素等.通过调研国内外文献,综述了钛合金、钴铬钼合金和不锈钢三种主要金属材料在微动腐蚀、滑动摩擦腐蚀和模拟器摩擦腐蚀三类损伤模式下的研究现状.接着介绍了钝化膜去除、磨屑颗粒产生和金属离子释放过程,以及摩擦腐蚀耦合损伤机理.最后总结未来应在假体真实工作环境模拟和再现、有机物(如白蛋白)等人体体液中特有物质对植入物耦合行为影响和其他假体如人工椎间盘生物摩擦腐蚀等三个方面开展深入研究.

强化研磨加工中喷射角度对GCr15轴承钢耐摩擦腐蚀性能的影响

研究不同喷射角度下强化研磨处理GCr15轴承钢板表面耐摩擦腐蚀性的影响。通过改变强化研磨喷射角度,在3.5%NaCl中进行摩擦磨损实验,测试其耐摩擦腐蚀性能。并对试样进行金相组织、SEM、显微硬度、质量磨损和表面磨痕分析。在不同喷射角度下的摩擦腐蚀试验下,磨损量分别为0.0925 g、0.0533 g、0.0247 g,低于未处理的试样(0.1311 g),其表面磨痕宽度分别为491.9μm、346.8μm、323.2μm,比未处理的试样低(545.9μm),但是其表面粗糙度分别为Ra0.545μm、Ra0.598μm、Ra0.618μm,比未处理的试样高(0.481μm)。当喷射角度由30°增加至90°时,其质量磨损量下降72%,表面磨痕宽度下降41%,表面粗糙度上升18%,强化层厚度增加55%,当喷射角度为90°时,试样的显微硬度最高(HV895.4)。由此得出结论:不同喷射角度下强化研磨加工处理GCr15轴承钢板后,材料表层虽然粗糙度有所提升,但是组织尺寸变小、硬度提高、出现组织均匀的致密强化层,在综合条件下材料的耐摩擦腐蚀性能得到提高。

谈化工设备摩擦腐蚀疲劳的防治

两个零部件的表面互相接触,并作小幅度的往复相对运动(微小的滑动或振动),在界面上产生许多蚀点小坑或凹痕,引起设备的失效,工程上称为摩擦腐蚀疲劳。这种损坏经常出现在化工设备的连接件之中。

超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能研究

目的研究不同喷涂距离下WC-10Co-4Cr涂层的摩擦腐蚀性能,探究其机理并优化工艺参数,以提高涂层性能。方法通过超音速火焰喷涂技术在304不锈钢基体上制备WC-10Co-4Cr防护涂层,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的微观结构及相组成,采用维氏显微硬度计测量涂层的显微硬度。采用装配有电化学工作站的摩擦磨损测试仪,对浸没于3.5%NaCl盐溶液中的涂层进行摩擦腐蚀实验,测量涂层在静态及滑动条件下的磨损率、摩擦系数和极化曲线。结果喷涂距离提高时,涂层孔隙率降低,硬度提高,达到1100~1400 HV。在腐蚀介质中滑动摩擦时,WC-10Co-4Cr涂层的磨损率较304不锈钢低2个数量级,磨损率为1.7×10^-7 mm^3/(N·m),而304不锈钢的磨损率为2.6×10^-5 mm^3/(N·m)。结论WC-10Co-4Cr涂层良好的摩擦腐蚀性能归因于承受负载的WC相与产生钝化的金属粘结相之间的协同作用,其抵抗涂层受摩擦腐蚀破坏。

钛合金表面微弧氧化涂层在模拟海洋环境下摩擦腐蚀规律研究

目的研究TC17钛合金及其表面微弧氧化(Microarc Oxidation,MAO)涂层在模拟海洋大气环境下发生摩擦腐蚀行为的规律及特征。方法利用微弧氧化技术,在TC17钛合金表面原位生长MAO涂层,通过SEM、EDS以及XRD对MAO涂层微观结构、元素分布以及相组成进行检测分析。采用电化学工作站和摩擦腐蚀设备研究试样在模拟海洋环境条件下的耐腐蚀及摩擦腐蚀的性能。结果在硅酸盐中制备的MAO涂层,表面微孔尺寸较小,且分布均匀,MAO涂层与基体结合良好,无明显微裂纹等缺陷的存在,其平均厚度约为15.8μm。MAO涂层主要有金红石相、锐钛矿相和SiO_(2)相组成。MAO涂层的自腐蚀电位较基体有所提高,而其钝化电流密度则显著降低。MAO涂层在腐蚀液中表现出较低的摩擦系数,开路电位缓慢降低。结论TC17基体表面氧化膜在摩擦开始瞬间发生破裂,难以起到有效的防护作用,而MAO涂层由硬度较高的金红石相和SiO_(2)相组成,在摩擦腐蚀过程中,能够起到优异的耐磨损腐蚀的作用。

(CrNbTiMoZr)C薄膜在人工海水环境中的摩擦腐蚀性能

高熵合金碳化物(HEAC)薄膜具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性良好等特性,在摩擦腐蚀环境下的材料防护领域具有广阔的应用前景,但关于HEAC薄膜的摩擦腐蚀行为以及腐蚀磨损之间交互作用的研究较少。为促进HEAC薄膜在海水环境下的应用,利用反应直流磁控溅射技术制备(CrNbTiMoZr)C薄膜,并对其微观结构和力学性能进行表征,对薄膜在人工海水环境中不同载荷(1N、2N、4N)条件下的摩擦腐蚀行为进行研究。研究结果表明,(CrNbTiMoZr)C薄膜在人工海水中表现出良好的耐腐蚀和耐磨损性能,即使在较高载荷(4 N)条件下,薄膜总腐蚀磨损率(T=0.158 7 mm^(3)·d^(-1))也仅为相同测试条件下304L SS的1/3。交互作用分析表明,薄膜的腐蚀加速磨损速率所占总腐蚀磨损率(T)的比值最大(约80%),腐蚀磨损过程中腐蚀对于磨损的促进作用更为明显。为促进(CrNbTiMoZr)C薄膜在海水环境下材料防护领域中的应用及摩擦腐蚀交互作用分析提供了理论与数据支持。

Co—Cr—Mo合金的摩擦腐蚀行为研究

Co—Cr—Mo合金是目前广泛用于人工关节制作的材料。但在人体这一特殊的使用环境中，上述合金往往产生各种腐蚀失效行为，造成金属离子的释放，引起严重的生理反应，甚至造成植入的失败。金属关节的性能取决于他们的耐磨损性（与纳米尺寸的磨屑有关）和抗腐蚀性（与离子释放有关），这两种现象通常是紧密联系的。这种涉及摩擦和腐蚀进程的现象通常归纳为摩擦腐蚀。本文采用最简单的0．9％NaCl溶液作为试验液体环境，分别对钴合金进行循环伏安曲线测量和不同电位下的摩擦腐蚀试验及液体环境下的纳米压痕试验。结果表明，钴合金的循环伏安曲线几乎无滞后现象，表现出很好的抗腐蚀性能。而在o．9％NaCl溶液中对钴合金进行摩擦腐蚀试验，发现腐蚀与摩擦共同作用会加速材料的损失，随着外加电位的增加，总的质量损失增加，同时由腐蚀造成的损失逐渐增加，而磨损造成的损失则逐渐减少。

磷酸盐缓冲液中Ti6Al4V合金在不同法向载荷下的摩擦腐蚀行为

使用球对盘式摩擦计,在法向载荷为3~30N(对应最大赫兹接触压力为816~1758MPa)的条件下,研究Ti6Al4V合金在磷酸盐缓冲液中对磨氧化铝的摩擦腐蚀行为。纳米硬度测试结果表明,在纯磨损和摩擦腐蚀表面形成加工硬化层。在纯磨损过程中,当法向载荷从15N增加到30N时,表面硬度提高约100%;然而,当法向载荷为30N时,产生的磨屑越少,磨损率越低。在不同法向载荷下,腐蚀的存在使磨损率增加28%~245%。与静态相比,在摩擦腐蚀过程中,极化曲线获得的腐蚀电流密度增加3个数量级,且开路电位(OCP)向负电位方向偏移。由氧和磷化合物组成的摩擦膜不断形成和消除,使OCP曲线达到峰值,并使法向载荷高于3N时的摩擦因数波动减小。

悬索桥主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为

大跨度多塔悬索桥主鞍座两侧主缆钢丝与鞍座材料间受恒载、车载、风荷载以及腐蚀环境耦合作用产生摩擦腐蚀疲劳行为,导致钢丝承载强度渐变劣化,严重影响主缆承载安全性。因此,研究主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为至关重要。搭建钢丝摩擦腐蚀疲劳试验台开展钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳实验,运用超景深电子显微镜、扫描电子显微镜考察主缆钢丝磨损轮廓、磨损机理、磨损系数和横截面失效面积特性;通过万能试验机并结合损伤力学理论和有限元法,建立疲劳钢丝损伤度演化模型和钢丝承载强度劣化模型。结果表明:钢丝摩擦因数呈迅速增加-减小-增加-稳定趋势,随接触载荷增大而减小,随疲劳载荷增大而增大;磨损轮廓随疲劳次数近似线性增加,失效面积随疲劳次数近似抛物线增加,二者随接触载荷和疲劳载荷的增大均增加;磨损系数在磨损稳定期减小,随疲劳次数增加小幅度增长;磨损机理以黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损为主;钢丝损伤度与疲劳次数呈二次函数关系;接触载荷和疲劳载荷的增加,导致钢丝损伤度增大、承载强度降低。结果对悬索桥主缆损伤及承载安全性能评估具有理论指导意义。

载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响

腐蚀环境条件下的动力件经受腐蚀和磨损的双重损伤,载荷的往复作用使得金属表面的钝化层失去作用而加速损伤,非晶碳基薄膜在腐蚀和摩擦领域展现出优异的防护性能。为了研究载荷对非晶碳基薄膜腐蚀磨损性能的影响,明确各个损失分量随载荷的变化关系,采用磁控溅射在304不锈钢表面制备了a-C薄膜、a-C:Cr薄膜和a-C:Si薄膜,通过动电位极化测试3种薄膜在5.0 mol/L HNO_(3)条件下的静态腐蚀行为,同时结合3种薄膜在去离子水和5.0 mol/L HNO_(3)环境下的不同载荷作用的磨损量,分析研究了载荷对腐蚀摩擦过程中各个分量的影响。结果表明:Si掺杂使a-C薄膜的腐蚀电流密度从1.11×10^(-6 )A/cm^(2)降低至3.96×10^(-7 )A/cm^(2),Cr掺杂后腐蚀电流密度略微降低;随着载荷的增加3种薄膜的腐蚀损伤分量降低,机械磨损分量相应增加,对应的腐蚀-磨损交互作用对薄膜的损伤作用减弱。

一则曳引驱动电梯钢丝绳摩擦腐蚀案例的分析

介绍了电梯曳引钢丝绳对润滑脂的要求。针对一则电梯曳引钢丝绳摩擦腐蚀的案例,分析了其产生的原因,提出了应采取的对策。最后,针对曳引钢丝绳的安装、维护保养,向电梯公司和使用单位提出了一些建议。

碳基和氮化物基涂层的摩擦-腐蚀交互行为的原位研究

海洋装备大量关键金属运动部件同时承受摩擦与腐蚀作用,其表面防护涂层在海水环境下的抗磨擦-腐蚀性能成为考察涂层性能优劣的关键.本文中采用摩擦-腐蚀试验机原位实时监测了DLC、Cr-DLC、Cr N与Ti N四种涂层与氧化铝陶瓷摩擦副在人工海水环境下的开路电位和摩擦系数等腐蚀-磨损特性,并采用动电位扫描法测试了四种涂层在腐蚀和摩擦-腐蚀过程中的电化学行为,综合分析了涂层在海水介质中的磨损-腐蚀交互机制.研究结果表明:非晶结构的碳基涂层在海水介质中具有优异的抗腐蚀和抗摩擦-腐蚀性能,其中金属铬的掺入能够进一步提高DLC涂层的抗摩擦-腐蚀性能;而氮化物基涂层的粗大柱状晶结构显著削弱了其在海水环境中的抗摩擦-腐蚀性能.

不锈钢表面溶胶-凝胶ZrO2膜在不同NaCl水溶液中的电化学腐蚀和摩擦腐蚀性能

采用溶胶-凝胶旋涂法在304不锈钢基体上制备了ZrO2薄膜。采用电化学测试技术和往复磨损试验装置,研究了薄膜在不同NaCl溶液中的电化学腐蚀和摩擦腐蚀性能。结果表明,涂层试样的耐蚀性和摩擦学性能均优于裸露基体。在NaCl溶液中,提高溶液温度或溶液浓度均降低了ZrO2薄膜的保护效果;基于溶液温度因素的实验研究表明,涂层试样表面出现严重的点蚀和明显的开裂;基于溶液浓度因素的研究表明,试样表面存在点蚀。对于涂层试样的摩擦磨损,随着NaCl浓度从2%增加到6.5%,磨损更加明显,腐蚀磨损加剧。

空心微珠复合镀层的腐蚀摩擦学性能研究

用电厂副产品空心微珠和金属复合,以提高金属镀层的耐磨损性和抗腐蚀性。利用电沉积技术,在A3钢片上制备了含有微米级空心微珠粒子的镍基复合镀层。研究复合镀层的硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及镀层的结构与空心微珠粒度的关系。结果表明:Ni基复合镀层的显微硬度比纯镍镀层高出100～180HV,且Ni复合镀层显微硬度随空心微珠粒度增大而增大,最大可以达到523.0HV;Ni复合镀层在陶瓷球下的耐磨性比纯镍镀层提高50%,而在钢球下的耐磨性则比纯镍镀层提高95%;抗腐蚀性提高79%～97%。