Ti17合金瞬态电能表面强化后的高温微动磨损性能

利用瞬态电能表面强化设备,分别采用硬质合金YG-8和硅青铜作为电极,在Ti17合金表面形成瞬态电能表面强化层。用SEM和XRD分析强化层的形貌和物相,用显微硬度计测量硬度沿深度的分布,并测试了190℃的微动磨损性能。结果表明,两种电极形成的强化层组织明显地比基体组织细小,强化层的硬度比基体的硬度提高近1倍,强化后Ti17合金的抗微动磨损性能得到明显提高。用硬质合金电极强化,强化层主要由Al3Ti,MoC和CoTi组成。用硅青铜电极强化,强化层主要含有CuTi和CrTi4。用硬质合金电极强化后190℃微动磨损30min磨损体积为0.175mm3,硅青铜强化后的仅为0.05mm3,而未强化试样10min便达到0.36mm3。强化后的表面磨痕不太明显,而未强化表面磨痕较深,并且有明显的犁沟。

Ti-Al-Zr钛合金的高温微动磨损行为研究

采用高精度液压式高温微动磨损试验机研究了Ti-Al-Zr钛合金在室温和400℃下的微动磨损行为;分析了其摩擦系数、磨损体积以及磨损表面和截面形貌;探讨了其微动磨损机理及氧化磨屑的作用机理。试验结果表明:与室温相比,在微动初始阶段,400℃时的摩擦系数较高,而在稳定阶段两者相当;在相同载荷、位移幅值条件下,400℃时的磨损体积较室温大,在相同温度下,磨损体积随着载荷的增加而增大;室温时的磨损主要以剥层机制和磨粒磨损为主,而高温(400℃)主要以剥层、氧化磨损和粘着机制为主;摩擦学白层对在损伤过程中起重要作用。

有机钼复合润滑剂在高温微动和滑动条件下的摩擦磨损行为

以矿物基650SN油作为基础油,采用复配技术制备了有机钼复合润滑剂。利用SRV微动磨损试验机和T-11滑动磨损试验机考察了该复合剂的高温摩擦学行为,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其润滑下的磨痕表面形貌和表面膜的元素组成进行了分析,探讨了复合剂的减摩润滑机制。结果表明:有机钼复合剂具有良好的高温微动和滑动摩擦学行为,与基础油相比,复合剂能够使钢-钢摩擦副在高温微动和滑动过程中的摩擦因数降低28%和43%,抵抗微动和滑动磨损的能力分别提高53%和54%。这是由于有机钼复合剂通过分解、吸附和摩擦化学反应,在摩擦副金属表面形成了含磷酸盐的沉积膜和含FeS、MoS2的化学反应膜共同组成的复合边界润滑膜,从而表现出优良的减摩润滑效果。

高温下位移幅值对TC4合金磨损性能的影响

钛合金的微动磨损会加速裂纹的形成与扩展,导致其构件提前失效。利用摩擦磨损试验机考察TC4合金在300和500℃温度下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓及磨痕表面进行分析,探讨在300和500℃温度下TC4合金在不同位移幅值作用下的微动磨损机制。实验结果表明:高温条件下,试样平均摩擦因数和磨损率随位移幅值的增加呈现先增大后减小的趋势;两种高温环境中,小位移幅值时,微动运行区域为部分滑移区,主要损伤机制为黏着磨损和氧化磨损;位移幅值为100μm时,微动运行区域为混合滑移区,主要磨损机制为氧化磨损、剥层磨损及塑性变形;大位移幅值时,微动运行区域为完全滑移区,主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。对比300和500℃条件下磨损结果,表明温度越高TC4合金耐磨性能越好,这主要是由于摩擦生成的氧化物TiO2和Fe2O3对磨损表面具有保护作用。