Si含量对Fe-Cr-Si合金高温耐磨性能的影响

为研究Si含量对Fe-Cr-Si合金高温耐磨性能的影响,改善Fe-Cr-Si合金在高温环境下的耐磨性能,采用真空电弧熔炼制备了4种不同Si含量(原子分数5%、10%、15%、20%)的Fe-Cr-Si合金,研究了Si含量变化对其高温耐磨性能的影响。结果表明,4种Fe-Cr-Si合金均由单相组织构成,Si含量的增加使得合金硬度逐渐升高,并且促进了金属硅化物Fe_(3)Si的形成。随着Si含量的增加,Fe-Cr-Si合金的摩擦系数和磨损率逐渐减小,磨损机制由剥落磨损转变为氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损。

淬火温度和回火工艺对4Cr5Mo2V钢高温耐磨性能的影响

将4Cr5Mo2V钢在1000~1090℃下淬火,并通过不同温度2次回火处理将相同淬火温度下试验钢的回火硬度分别调整至55,52 HRC,研究了淬火温度和回火工艺对显微组织、冲击韧性和高温(350℃)耐磨性能的影响。结果表明:回火硬度相同时,淬火温度过高或过低均会降低试验钢的韧性而加剧磨损表面材料剥落,从而降低耐磨性能;相同回火硬度下,1030℃淬火条件下试验钢的韧性和高温耐磨性能最好,1090℃淬火条件下最差;淬火温度相同时,较低温度回火试验钢因具有较高回火硬度,能够起到支撑表面氧化层的作用,其耐磨性能比较高温度回火时好;4Cr5Mo2V钢的推荐热处理工艺为1030℃×30 min油淬+560℃×2 h×2次回火。

激光熔覆Stellite6–60WC复合涂层工艺及高温耐磨性

以Co基Stellite6合金与陶瓷(WC)为熔覆粉末,采用激光熔覆技术在沉没辊316L基体添加质量分数为60%的WC粉末,制备Stellite6-60WC熔覆层,分析激光功率、扫描速度、送粉量等工艺因素对熔覆层形貌的影响,确定最优熔覆工艺参数;且对复合涂层的物相、硬度和耐磨性进行研究,探讨熔覆层高温耐磨性能改善的机理。结果表明:激光功率1.5 kW、扫描速度300 mm/min、送粉速率18.8 g/min时,熔覆层表面质量较好,涂层与基体形成良好的冶金结合,表面无裂纹和孔洞;熔覆层的相组成主要为γ-Co,M_(7)C_(3),M_(23)C_(6)(M=Co,Cr,Fe),W_(2)C等硬质相,利于提高熔覆层的硬度,硬度可达736.2 HV,是基体的3.5倍;熔覆层的高温耐磨性优于316L基体,比基体提高了6.1倍,主要是熔覆层多种硬质强化相及未熔的WC颗粒所致。

RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢的高温耐磨性

目的研究RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢的高温耐磨性,为避免铝型材挤压模具的早期磨损失效提供表面强化的新工艺。方法把多元共渗试样及对比试样进行高温摩擦磨损实验,然后利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等设备进行检测分析。结果淬火试样和软氮化试样均存在较严重的磨粒磨损和粘着磨损现象,渗层有微裂纹,高温摩擦系数曲线有明显的波动和峰值,磨损率分别为21.20×10-13,11.30×10-13m3/(N·m),在560℃保温4 h后的显微硬度分别为584,1018HV0.1。RE-N-C-S-V-Nb多元共渗试样以微量氧化磨损和微量粘着磨损形式出现,渗层无裂纹,高温摩擦系数曲线平缓,磨损率仅为2.96×10-13m3/(N·m),显微硬度高达1334HV0.1。结论 RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢具有较强的高温耐磨性。

高铝浇注料高温耐磨性影响因素的研究

利用新研制的高温耐磨实验设备,以高铝浇注料为原料,研究了水泥加入量(3%、6%、9%)、热处理温度(6001、000、1 200℃)和临界粒度(5、8、15 mm)对材料高温耐磨性的影响。结果表明,随着水泥含量的增加,试样的磨损体积在常温和1 000℃下逐渐减小,1 200℃时略有增大。采用-ρAl2O3微粉代替铝酸钙水泥作结合剂,两者的耐磨性在各试验温度下差别不大。试样经不同温度热处理后,其磨损量随着试验温度的变化趋势是相似的,即磨损量随着试验温度的升高而降低;经6001、000℃处理后的试样,各试验温度下其磨损量均较小,但经1 200℃处理后的试样,其磨损量稍大一些。温度为1 000℃时,浇注料的磨损量随着临界粒度的增大而降低;1 200℃时,浇注料磨损量随着临界粒度的增大变化不大。

重熔对NiCrBSi涂层组织及高温耐磨性能的影响

目的改善Ni Cr BSi涂层的组织及高温耐磨性能。方法采用等离子喷涂在45号钢基体上制备Ni Cr BSi涂层,并用氩弧对其进行重熔处理。利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对喷涂层与重熔层的形貌、微观组织、成分与物相进行分析。采用显微硬度仪与纳米压痕仪测试涂层的硬度、弹性模量,并计算出涂层的断裂韧性。通过室温、300℃、500℃的摩擦磨损试验评价和比较喷涂层与重熔层的耐磨性能。结果重熔层各元素分布较均匀,主要由γ-(Fe,Ni)、Cr2B、Mn5Si2和α-Fe等物相组成。重熔层由喷涂层的层状结构转变为致密的铸态组织,孔隙率由7.2%降低至0.4%,重熔层与基体之间形成了冶金结合。涂层重熔后硬度由724HV降低至608HV,但是弹性模量与断裂韧性分别由161.15 GPa和0.63 MPa·m^(1/2)提高至195.92 GPa和7.18 MPa·m^(1/2)。结论重熔处理改善了涂层的组织,使得重熔层在室温、300℃、500℃的耐磨性能均优于喷涂层。随着温度的升高,喷涂层氧化脱落越来越严重,而重熔层无明显氧化脱落。

不同表面处理工艺下H13钢的高温耐磨性能

首先对调质处理状态的H13钢进行了渗氮、物理气相沉积(PVD)镀膜、渗氮+PVD镀膜三种不同的表面处理,然后在UMT-3型摩擦磨损试验机上,对处理后的试样进行600℃的高温摩擦磨损试验,研究了不同工艺下H13钢的高温耐磨性能。结果表明:试样的磨损形式主要是粘着磨损+磨粒磨损,经表面处理后试样的表面硬度大幅度提高,摩擦系数大幅度降低;其中渗氮+PVD镀膜表面处理试样的高温耐磨性能最好。

自动化n-Al_2O_3/Ni复合电刷镀层的组织及高温耐磨性能

采用自主研制的自动化电刷镀设备及技术制得含纳米Al2O3复合电刷镀层,对比研究了手动与自动刷镀层的摩擦磨损性能。通过试验得知,相对于手动刷镀层,自动化刷镀层表面更加均匀、组织更加致密、显微硬度更高。高温滑动摩擦磨损试验表明,自动化刷镀层的耐磨性能随温度的升高而降低。

(TiB_2+Al_3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的高温耐磨性能

本文采用混合盐法制备了(TiB2+Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料,研究了该复合材料在150℃下的干摩擦滑动磨损行为,并与基体合金进行对比。结果表明,载荷在10～20N之间时,(TiB2+Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料的磨损量低于基体合金,但并不明显;随载荷的增加(特别是当载荷超过30N之后),复合材料的磨损量仍低于基体合金,且复合材料的磨损量增大的速度小于基体合金磨损量的增长速度。(TiB2+Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料同45钢对磨时的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损。随着原位反应体系中混合盐含量的增加,复合材料的耐磨性能提高,并逐渐由粘着磨损向磨粒磨损过渡。

Fe⁃Al基复合材料及其涂层高温耐磨性的研究进展

Fe⁃Al金属间化合物(主要是指FeAl和Fe_(3)Al)因其成本低、熔点与钴相近、强度重量比高、具有优异的耐蚀性和抗氧化性等优点而受到广泛关注。主要介绍了陶瓷颗粒作为增强相制备Fe⁃Al基复合材料及涂层的方法和高温摩擦磨损机理。相关结果表明,陶瓷增强相不仅能提升Fe⁃Al基复合材料及涂层的力学性能,还能显著提升该材料的高温摩擦性能。

奥氏体基体相硬度对自生质点合金钢高温耐磨性的影响

研究了在 560℃下奥氏体基体相硬度对自生质点合金钢耐磨性的影响 .结果表明 ,当硬质相硬度处于 1 750～1 930 H V范围内 ,而奥氏体硬度处于 1 80～ 330 H V范围内时 ,随着奥氏体基体硬度的提高自生质点合金钢的磨损大大减轻 ,耐磨性改善 ;当奥氏体硬度处于 330～ 430 H V范围内时 ,奥氏体基体硬度对合金钢耐磨性的改善作用减弱 ;当奥氏体的硬度大于 430 H V时 ,奥氏体基体硬度的提高对合金钢耐磨性的改善作用消失 .因此 ,为了使自生质点合金钢具有良好的耐磨性 ,其奥氏体基体相的硬度应处于 330～ 430 H V范围内 .分析认为 ,奥氏体基体硬度对耐磨性的影响取决于基体相疲劳破损引起的硬质相脱落和磨损与硬质相磨耗导致磨损的制约机制之间的相互转换 .当奥氏体基体的硬度较低时 ,合金钢的主要磨损机理为奥氏体基体的疲劳磨损及相应的硬质相的脱落 ;当奥氏体基体的硬度适中时 ,合金钢的主要磨损机理为硬质相脱落及其磨耗 ;而当奥氏体基体的硬度较高时 ,合金钢的主要磨损机理转变为硬质相的磨耗 .

稀土对含硅ZA40合金高温耐磨性的影响

对含硅ZA40合金未加稀土和添加了0.05%富镧混合稀土的试样分别进行了室温及100℃、150℃干摩擦,载荷为150 N,时间为30 min条件下耐磨性试验,并观察了100℃、150℃磨损试样表面磨痕及截面形貌。结果显示稀土能显著改善含硅ZA40合金耐磨性,且与室温时相比,在高温条件下,稀土的作用更加明显。对稀土的作用分析表明:稀土的加入能有效地细化含硅ZA40合金材料的富铝α相、富铜ε相,针状共晶硅减少,块状初晶硅变得细小,因而提高了在高温条件下材料的强度,进而有效地提高了含硅ZA40合金的高温耐磨性。

等离子熔覆高铬铁基涂层高温耐磨性与耐空蚀性

采用等离子熔覆工艺,以Fe-Cr-C-W-Ni复合粉末为原料;在Q235钢基材表面制备了高铬铁基复合涂层。测试了涂层的高温耐磨性和耐空蚀性。结果表明,涂层中含有大量硬质耐磨相(Cr,Fe)7C3,具有较高的显微硬度,涂层在高温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和载荷特性,经44 h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.497倍,具有一定的耐空蚀性能。

激光熔覆镍基合金层的组织与高温耐磨性能

为了改善304不锈钢工件的高温耐磨性能,利用CO2激光器在其表面熔覆了Ni基高温合金层。研究了熔覆层的物相组成、显微组织、成分分布,测试了其显微硬度、高温耐磨性能等,并与基材进行了对比。结果表明:Ni基合金熔覆层的组织从熔池底部到表层为胞状晶—柱状枝晶—树枝晶;熔覆层的主要组成相是Ni3Cr2,NbC,Mo2C与Cr23C6;Ni基合金粉末中添加难熔元素Cr,Mo,Nb等对熔覆层的组织起到了固溶强化、硬质相强化和弥散强化作用;熔覆层的平均显微硬度达到了405 HV,高温耐磨性能是基体的2倍多。

高铬铸铁的高温耐磨性研究

本文对高铬铸铁材料在高温新颖磨损试验装置进行了耐磨性研究。试验装置包括对称的大型试样夹持器在装有石英砂的不锈钢容器中旋转运行，电炉围绕不锈钢容器四周加热砂子磨料。在夹持器各个分岔上安装尺寸为20mm×20mm×5mm标准试样及其比较材料样品，在大气中试验时仅样品的20mm×20mm面受到磨损，安装在夹持中试样其它面受到氧化。最新研制是应用试样4．5C—40Cr—8Ni—9Nb—5Mo高铬铸铁，与标准试样材料为25CrQDWFQRW(Fe-25Cr-2．9C—0.5Ni—0.5Mo)进行对比试验。试验结果表明在925K(652℃)温度下，25Cr铸铁具有优良的耐磨性，同时前者平均磨损率仅为后者25Cr铸铁的36％。

等离子内孔喷涂超致密Mo涂层的高温耐磨性能研究

为提升铝合金的高温强度及耐磨性,采用等离子内孔喷涂技术制备超致密Mo涂层,解决了铝合金套筒等内壁耐高温及耐磨问题。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪表征了Mo涂层微观结构;评估了Mo涂层维氏硬度及与铝合金基体的拉伸结合强度;利用球-盘摩擦磨损试验机研究了Mo层的高温摩擦行为。结果表明:采用等离子喷涂在铝合金基体上得到了超致密Mo涂层,在喷涂过程中Mo涂层未发生明显氧化,结合强度为21.4 MPa,平均维氏硬度达469 HV3 N。摩擦磨损试验结果显示,Mo涂层在200℃、400℃时的摩擦系数和比磨损体积较铝合金基体大幅度降低,表现出良好的耐磨性,其高温磨损形式主要以氧化磨损、黏着磨损为主。

cBN微粒粒径及含量对Ni-cBN复合镀层结构及高温耐磨性的影响

目的探究立方氮化硼cBN微粒粒径及含量对复合电沉积的影响,提升Ni-cBN复合镀层的高温耐磨性。方法在镀液中添加不同粒径(~0.5、3.0、10μm)及不同含量的cBN颗粒制备Ni-cBN复合镀层,采用溶解称重法测试镀层复合量,通过扫描电镜(SEM)、显微硬度计和高温球盘磨损试验等评价不同复合镀层的微观结构、硬度及高温耐磨性。结果cBN微粒粒径为0.5μm时,颗粒易发生轻微团聚,复合量难以大幅度提高;选择3.0μm和10μm的cBN颗粒,一定程度上利于提高复合量。整体上说,复合量越高、微粒粒径越大,复合镀层的平均硬度越高。但在相近复合量下,3.0μm颗粒复合的镀层颗粒分布均匀性更佳。相比于纯Ni层,Ni-cBN复合镀层中弥散分布的cBN颗粒,提高了镀层硬度,改善了镀层的耐磨性。对于不同粒径的颗粒,小颗粒(~0.5μm)复合的镀层的摩擦系数略低,但粘着磨损较为严重;大颗粒(~10μm)复合的镀层的粗糙度较高,以磨粒磨损为主。结论镀液中cBN微粒的粒径及含量直接影响镀层复合量及耐磨性。选择粒径为3.0μm的cBN颗粒、控制cBN复合量为40.5%时,Ni-cBN复合镀层的显微硬度>600HV,且高温耐磨性更佳。

高Cr铸铁高温耐磨性能研究

对比分析了所研制的高Cr铸铁风帽与耐热钢(ZG40Cr24Ni9Si2NRE)风帽的高温耐磨性能。高Cr铸铁的碳化物为黑色细条杆状并且呈点状分布,有利于高温耐磨性能的提高;而现用的耐热钢w(C)量低,合金碳化物少,不利于高温耐磨性。对比试验、理论分析和生产验证,所研制的高Cr铸铁风帽在生产成本和使用寿命方面均优于厂家现用的耐热钢风帽。

稀土硅对高炉阀门堆焊合金高温耐磨性能的影响

在焊条药皮中加入不同含量稀土硅的试验结果表明 ,适量的稀土硅可提高堆焊合金组织的高温稳定性 ,回火二次硬化和抗蠕变能力 ,细化晶粒 ,改善塑性和韧性 ,使碳化物在晶界聚集形成耐磨网架 。

铸造CoCrW合金的高温耐磨性能研究

以铸造CoCrW合金为研究对象,借助XRD、SEM和EDS在研究其微观组织基础上,通过高温摩擦磨损实验研究了铸造CoCrW合金高温耐磨性能。结果表明:铸态CoCrW合金组织主要由碳化物强化相和γ-Co基体相组成,其中碳化物主要为M23C6、M6C碳化物,在γ-Co基体中呈大小不同的块状分布;合金的摩擦系数和磨损失重随着实验温度的升高而逐渐降低,600℃时合金的耐磨性能最好,但当实验温度超过800℃时,合金发生明显氧化,耐磨性能下降。不同温度下CoCrW合金的磨损机制均为磨粒磨损、剥落和氧化磨损的共同作用。