H13钢两段固体渗硼动力学及其高温耐磨损性能的研究

将高能喷丸预处理与固体渗硼相结合,对H13钢进行了两段固体渗硼处理。采用SEM观察试样渗硼层微观形貌,利用XRD对渗硼后的试样进行物相分析,并对未渗硼和两段固体渗硼的试样进行高温摩擦磨损试验。结果表明,高能喷丸使试样表层获得了纳米级晶粒,抛光态试样和高能喷丸预处理试样两段固体渗硼后均得到Fe_2B单相渗硼层;相比于抛光态试样,高能喷丸预处理试样两段固体渗硼层的厚度增加约30%,表层硬度提高约100 HV0.1,扩散激活能降低了33 kJ/mol。与未渗硼试样相比,抛光态试样和高能喷丸预处理试样两段固体渗硼后高温磨损率分别降低了25%和41%,渗硼层在高温下高的硬度以及良好的抗氧化性能,显著地提高了H13钢的高温耐磨损性能。

超声冲击处理对高合金钢表面高温耐磨损性能的影响

采用超声冲击设备对高合金钢进行冲击加工,并对冲击后的试样进行400℃退火2 h处理。通过扫描电镜(SEM)、显微硬度仪和高温摩擦磨损仪研究了超声冲击处理后试样的显微组织、硬度分布和高温环境下的摩擦磨损性能;采用光学显微镜和SEM观察试样磨损表面和磨痕的微观形貌,使用能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素组成,以研究其磨损机理。结果表明,经超声冲击处理的高合金钢,在温度低于500℃时摩擦系数为0.3～0.4,磨损率为0.04%～0.05%,起伏较小。与原始试样相比,超声冲击处理使其表面形成一层梯度细化组织,表面硬度提高了15.8%,在同等高温条件下的摩擦系数降低了45.8%,磨损率降低了35.8%,表明其高温耐磨损性能经超声冲击处理后得到显著提升。

核阀阀瓣激光熔覆层显微组织和耐高温磨损性能研究

应用 5kW横流CO2 激光器对核阀阀瓣密封面进行Co基合金的激光熔覆处理 ,对激光熔覆层和等离子熔涂涂层进行了显微组织分析和抗高温冲击滑动磨损性能对比试验研究。结果表明 :激光熔覆层的组织细密均匀 ,气孔、夹杂物少 ,稀释率低 ,其抗高温冲击滑动磨损性能明显高于等离子熔涂工艺。

SiO_(2)-BNNSs杂化材料对磷酸盐复合涂层高温摩擦学性能的影响

目的通过在磷酸盐复合涂层中添加二氧化硅杂化氮化硼纳米片材料(SiO_(2)-BNNSs)来提升磷酸盐复合涂层的硬度和耐高温磨损性能。方法以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,利用溶胶凝胶法制备SiO_(2)-BNNSs杂化材料,并作为纳米增强相加入到涂层中。通过X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对SiO_(2)-BNNSs杂化材料的化学组成和微观形貌进行表征。另外,采用喷涂法制备不同含量BNNSs和SiO_(2)-BNNSs的磷酸盐复合涂层,通过高温摩擦磨损试验探究涂层的摩擦磨损行为,对涂层磨痕形貌进行表征,并探讨涂层在高温条件下的磨损机理。结果XPS、SEM和TEM的分析结果表明,SiO_(2)成功修饰在BNNSs表面。SiO_(2)-BNNSs磷酸盐涂层相比零含量BNNSs涂层和纯BNNSs涂层表现得更加均匀致密,400℃条件下,质量分数为0.4%的SiO_(2)-BNNSs涂层硬度高达261.2HV。高温摩擦试验表明,BNNSs和SiO_(2)-BNNSs的加入,可以减轻涂层的磨损现象。同时,温度越高,涂层的耐磨损性能越好,400℃条件下,0.4%SiO_(2)-BNNSs涂层的摩擦因数和磨损率分别为0.48和66.24×10–6mm^(3)/(N·m),耐高温磨损性能表现为最佳。结论SiO_(2)-BNNSs杂化材料的添加可以明显提升磷酸盐复合涂层的耐高温磨损性能。

锻模用新型合金的高温耐磨和抗氧化性能研究

在不同烧结温度制备了锻模用Mo-Ti-Zr-Sr-C新型合金试样,并进行了高温耐磨损性能和高温抗氧化性能的测试与分析。结果表明:随烧结温度从1850℃增加至2050℃,合金的磨损体积和单位面积质量增加率均先减小后增大,高温耐磨损性能和高温抗氧化性能均先提升后下降。与1850℃烧结温度的试样(磨损体积38×10^(-3)mm^3,单位面积质量增加率9.9%)相比,2050℃烧结温度的试样磨损体积减小了42%,单位面积质量增加率减小了23%。锻模用Mo-Ti-Zr-Sr-C新型合金的烧结温度优选为2050℃。

固溶温度对Al-Mg-Si-Sr新型汽车铝合金高温性能的影响

采用不同的固溶温度对Al-Mg-Si-Sr新型铝合金进行了固溶热处理,并进行了合金350℃高温拉伸性能和高温磨损性能的测试与分析。结果表明:随固溶温度从440℃逐步增加到540℃时,合金的高温拉伸性能和高温磨损性能均先提高后下降;合金的固溶温度优选为520℃。与440℃固溶相比,当采用520℃固溶时,Al-Mg-Si-Sr新型铝合金的高温抗拉强度提高了52%,高温屈服强度提高了79%,高温磨损体积减小了58%。

某铸造镍基合金的高温性能研究

在商用K435合金基础上再添加0.8%Ti制备了试验用镍基合金,并与K435合金进行了显微组织、高温耐磨损性能和抗高温氧化性能的对比与分析。结果表明:与K435合金的组织性能相比,试验的铸造镍基合金的晶粒细化,800℃×20 min磨损试验后的磨损体积减小41.03%,800℃×25 min高温氧化后的单位面积质量增加减小34.4%,合金具有更好的高温耐磨损性能和抗高温氧化性能。

汽车用新型高温合金的铸造工艺优化

采用不同工艺参数进行了汽车增压器涡轮用新型高温合金K4002-Sr试样的铸造试验,并进行了高温耐磨损性能、高温抗氧化性能和显微组织的测试、比较和分析。结果表明:随浇注温度从1320℃升高到1400℃、模具预热温度从700℃升高到1200℃,试样的平均晶粒尺寸先减小后增大,高温耐磨损性能和高温抗氧化性能均先提升后下降。与1320℃浇注温度相比,1360℃浇注的试样磨损体积、单位面积质量增加值和平均晶粒尺寸分别减小59.3%、64.4%和43%;与700℃模具预热温度相比,模具预热温度为1100℃时试样的磨损体积、单位面积质量增加值和平均晶粒尺寸分别减小52.2%、59.6%和40.4%。

机械振动对高熵合金铸态组织和性能的影响分析

分别采用常规浇注和机械振动辅助浇注制备了铸态FeCoCuNi高熵合金。通过显微组织、高温力学性能和高温耐磨损性能的测试与分析发现:机械振动辅助浇注使合金组织细化、减少元素偏析,提高了合金的高温力学性能和高温耐磨损性能。与常规浇注相比,机械振动辅助浇注制备的合金在1000℃下的抗拉强度增加183%、屈服强度增加352%、断后伸长率增加6%、磨损体积减小72%。

锻模预热温度对含锶新型模具钢性能的影响

预热温度对锻模性能产生很大影响。本文采用不同的预热温度对4Cr5MoSiVSr锻压模具钢进行了试验,并进行了高温耐磨损性能和高温抗氧化性能的测试与分析。结果表明:随预热温度从100℃升高至500℃,模具钢的磨损体积和单位面积质量增重先基本不变后急剧增大,即高温耐磨损性能和高温抗氧化性能先保持平稳后急剧下降。当预热温度为500℃时,试样的磨损体积和单位面积质量增重较100℃时分别增大了93%和200%。4Cr5MoSiV锻压模具钢的预热温度不宜超过300℃。

多向锻造对机械轴承用钢组织及性能的影响

为了研究多向锻造对GCr18Mo机械轴承用钢组织及性能的影响,分别对未锻造试样、普通锻造试样和多向锻造试样进行了显微组织观察、高温抗氧化性能和高温耐磨损性能的测试与分析。结果表明:与未锻造试样相比,普通锻造试样内部的短条状和颗粒状碳化物明显增多、长条状碳化物明显变少变细;多向锻造试样内部未见明显的长条状和短条状碳化物,仅有大量的颗粒状碳化物。多向锻造对组织细化、组织分布均匀性的改善效果优于普通锻造。与未锻造试样相比,普通锻造试样经500℃高温氧化80 h后氧化增重减小了27.5%、500℃高温磨损20 min后磨损体积减小了29.1%;多向锻造试样经500℃高温氧化80 h后氧化增重减小了66.9%、500℃高温磨损20 min后磨损体积减小了63.1%。多向锻造显著细化了GCr18Mo机械轴承用钢的内部组织,明显提高了其高温抗氧化性能和高温耐磨损性能。

含锶高强建筑铝合金锻压温度优化

采用不同的锻压温度对Al-6.2Zn-2.5Cu-2.2Mg-0.4Sr高强建筑铝合金进行加工,并且在200℃环境下对试样进行了摩擦和拉伸试验。结果表明：随始锻温度从360℃升高至440℃,或终锻温度从280℃升高至340℃,新型Al-6.2Zn-2.5Cu-2.2Mg-0.4Sr高强铝合金的高温耐磨损性能和高温力学性能均先提高后下降。与360℃始锻温度相比,当始锻温度为420℃时,磨损体积减小62.1%、抗拉强度提高47.3%、屈服强度提高54.5%;与280℃终锻温度相比,当终锻温度为320℃时,试样的磨损体积减小53.2%、抗拉强度提高21.2%、屈服强度提高25.1%。始锻温度和终锻温度分别优选为420和320℃。

钒微合金化对5CrNiMo模具钢组织与性能的影响分析

在5CrNiMoV模具钢试样中添加了不同含量的合金元素钒,制备了不同钒含量的5CrNiMoVx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)模具钢试样,并采用金相和扫描电镜对试样显微组织进行分析,测试了试样的抗热裂性能和耐高温磨损性能。结果表明,添加合金元素钒有助于细化5CrNiMoV模具钢试样的显微组织,提高其抗热裂性能和耐高温磨损性能。随钒含量逐渐增加,模具钢试样的显微组织先细化后粗化,抗热裂性能和耐高温磨损性能先提高后下降。与不添加钒(x=0)相比,当钒含量x=0.3%时,5CrNiMoVx模具钢试样的裂纹长度减小3.4 mm、磨损体积减小16×10^(-3)mm^(3),模具钢试样的抗热裂性能和耐高温磨损性能显著提高。5CrNiMoVx (x=0, 0.1, 0.2, 0.3,0.4, 0.5)模具钢试样的钒含量优选为x=0.3%。

Ti-Al-Nb系新型合金性能研究

进行了不同Al含量和Nb含量下Ti-Al-Nb系新型合金试样的抗高温氧化性能和耐高温磨损性能测试、比较和分析。结果表明:随Al含量和Nb含量的增加,试样的单位面积质量增重和高温磨损体积先减小后略有增大,抗高温氧化性能和耐高温磨损性能先提升后缓缓下降。14%Al含量下试样的单位面积质量增重和高温磨损体积分别较8%Al含量时减小了53.85%、50%;35%Nb含量下试样的单位面积质量增重和高温磨损体积分别较20%Nb含量时减小了43.75%、41.38%。Ti-Al-Nb系新型合金试样的Al含量优选14%、Nb含量优选35%。