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环境气氛对石墨球摩擦产粉及粉尘粒径粒形特征影响的研究
1
作者 郭丽潇 黄淑龙 +3 位作者 张宇航 刘莹 曹健 姜子琪 《辐射防护》 北大核心 2025年第4期388-395,共8页
通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩... 通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩擦形式以磨粒磨损为主,石墨粉尘在氦气气氛中产生的颗粒数量更多,但粒径更小;石墨球表面摩擦掉粉量和掉粉率与气氛无明显相关,主要与初始表面粗糙度直接相关,一颗石墨球的平均最大掉粉量约为160 mg;摩擦产生的石墨粉尘颗粒为鳞片状,石墨粉尘的球形度中值为0.84,长径比中值为0.61。 展开更多
关键词 高温气冷堆 石墨粉尘 摩擦磨损
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多向锻造4Cr5MoSiV1模具钢的组织与性能研究
2
作者 李科 陈建华 李相军 《热加工工艺》 北大核心 2025年第4期128-132,共5页
为了研究多向锻造4Cr5MoSiV1模具钢的显微组织以及高温性能,对该模具钢试样进行了多向锻造处理,并与多向锻造前的坯料试样进行对比,测试和分析了试样的显微组织、450℃高温测试环境下的力学性能和耐磨损性能。结果表明:多向锻造显著细... 为了研究多向锻造4Cr5MoSiV1模具钢的显微组织以及高温性能,对该模具钢试样进行了多向锻造处理,并与多向锻造前的坯料试样进行对比,测试和分析了试样的显微组织、450℃高温测试环境下的力学性能和耐磨损性能。结果表明:多向锻造显著细化了内部晶粒,改善了试样内部显微组织,明显提高了试样高温力学性能和高温耐磨损性能。与多向锻造前4Cr5MoSiV1模具钢坯料试样相比较,多向锻造后该模具钢锻造试样在450℃高温测试环境下的抗拉强度增大幅度达60.78%,屈服强度增大幅度达73.54%,摩擦磨损5 min后的磨损体积减小幅度达52.78%,摩擦磨损20 min后的磨损体积减小幅度达55.76%。 展开更多
关键词 4Cr5MoSiV1模具钢 多向锻造 高温力学性能 高温耐磨损性能
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强流脉冲电子束改性石墨/硬质合金自润滑涂层性能
3
作者 张悦 郑钰 +2 位作者 何星池 陈飞 董福宇 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期53-60,共8页
【目的】硬质合金是一种以微米级难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC)粉末为硬质相,以过渡族金属(Co、Fe、Ni)粉末为烧结黏结相,经高温烧结制备而成的合金。硬质合金因具有高硬度、高强度、耐磨耐腐蚀性和良好高温性能,被广泛应用于刀具... 【目的】硬质合金是一种以微米级难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC)粉末为硬质相,以过渡族金属(Co、Fe、Ni)粉末为烧结黏结相,经高温烧结制备而成的合金。硬质合金因具有高硬度、高强度、耐磨耐腐蚀性和良好高温性能,被广泛应用于刀具材料等工业领域,被称为“工业牙齿”。随着我国战略性新兴产业的发展,航空航天、海洋工程、数控机床、轨道交通、核工程、新能源、先进医疗装备、环保节能装备等高端制造产业对高性能高稳定性刀具材料的需求越来越大。采用涂层镀膜等表面处理方法将固体润滑剂涂覆在刀具表面,或将固体润滑剂作为添加剂加入刀具材料基体,利用固体润滑剂高温稳定的优点,在服役刀具表面形成连续的固态润滑层,有利于刀具性能的进一步提升。【方法】以WC-Co硬质合金粉末(粒径15~45μm)为耐磨组元,以石墨粉末(粒径80~200μm)为固体润滑剂,通过球磨法制备球形复合粉末,采用等离子喷涂工艺将复合粉末沉积为石墨/WC-Co涂层,采用强流脉冲电子束(能量密度27 keV、脉冲间隔15 s)进行辐照处理,辐照次数为1、10、20和30。对处理后涂层的显微组织和力学性能进行观察。【结果】采用强流脉冲电子束处理后,重熔涂层表面致密平整,改性层厚度可达294μm,表面硬度最高可达800 HV,平均摩擦系数最低可降至0.10。显微结构分析表明,强流脉冲电子束辐照后涂层表面生成纳米尺寸的WC相、Co_(3)W_(9)C_(4)相和类金刚石结构,使涂层表面显微硬度大幅提高;电子束使涂层表面大块石墨溶解后重新析出,生成椭球状石墨,同时石墨在电子束作用下分离成石墨烯片层,均匀覆盖在涂层表面,有效降低了涂层表面的摩擦系数;部分石墨转变为金刚石结构,有效提升了涂层的表面硬度。【结论】采用热喷涂沉积和强流脉冲电子束改性的两步技术,制备了表面均匀、致密细小的WC-Co合金,诱导了球状石墨、石墨烯和金刚石共同组成复合碳结构,有效提高了涂层的硬度并降低表面的摩擦系数。所制备的纳米复合自润滑涂层为高端装备制造刀具行业提供了一种新材料。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 石墨/硬质合金涂层 石墨烯 金刚石 耐磨性能 显微组织 相组成 摩擦磨损性能
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WC-10Co4Cr涂层的高载荷摩擦磨损性能及耐腐蚀性能研究 被引量：1
4
作者 李旭勇 徐雪源 +4 位作者 李琼 廖可 严伟 杨学兵 张林伟 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期47-55,共9页
使用WC粒径为1μm和0.5μm的喷涂粉末制备了两种WC-10Co4Cr涂层,通过分析涂层的金相结构、摩擦系数、磨痕形貌和动电位极化曲线等,研究了涂层在1000 N高载荷下的摩擦磨损性能及在不同质量分数的氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:WC... 使用WC粒径为1μm和0.5μm的喷涂粉末制备了两种WC-10Co4Cr涂层,通过分析涂层的金相结构、摩擦系数、磨痕形貌和动电位极化曲线等,研究了涂层在1000 N高载荷下的摩擦磨损性能及在不同质量分数的氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:WC粒径较小的喷涂粉末制备的涂层致密度、显微硬度和断裂韧性均高于WC粒径较大的涂层。两种涂层在150 N载荷下的磨痕浅,且磨损体积差异小,难以比较其耐磨损性能。在1000 N载荷下WC粒径较小的涂层的耐磨损性能明显较高,且随着摩擦时间增加,涂层表面的摩擦系数逐渐减小,其磨损机理主要为磨粒磨损;而WC粒径较大的涂层摩擦系数随着摩擦时间增加而升高,表面的磨损机理包括粘着磨损和磨粒磨损。当溶液中氯化钠质量分数从1%增大到10%时,WC粒径较小的涂层的腐蚀电位高于WC粒径较大的涂层,前者的耐腐蚀性能更优异。当氯化钠质量分数为3.5%时,两种涂层的腐蚀电位差值最大,其耐腐蚀性能差异最明显。 展开更多
关键词 WC-10Co4Cr涂层 高载荷 摩擦系数 摩擦磨损性能 耐腐蚀性能
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MAX相碳化物陶瓷宽温域摩擦学性能研究进展
5
作者 贾丙森 许文举 +4 位作者 李景锋 刘晓红 吉利 李红轩 王坤杰 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期150-165,共16页
MAX相碳化物陶瓷是一类非常有前景的高温结构材料,多种化学键的共存使其具有陶瓷和金属双重性能以及优异的化学稳定性、耐腐蚀、抗氧化性、耐摩擦磨损和可加工性等潜在优势,有望解决极端环境中关键运动部件的宽温域润滑和磨损问题。以MA... MAX相碳化物陶瓷是一类非常有前景的高温结构材料,多种化学键的共存使其具有陶瓷和金属双重性能以及优异的化学稳定性、耐腐蚀、抗氧化性、耐摩擦磨损和可加工性等潜在优势,有望解决极端环境中关键运动部件的宽温域润滑和磨损问题。以MAX相碳化物陶瓷材料的宽温域润滑性能为中心点,介绍了几种典型的MAX相的制备工艺及宽温域润滑研究现状,详述了常见MAX相材料体系的性能特点,阐明高温环境下材料元素和结构的演变规律及其与高温润滑的关系;分析了MAX/金属、MAX/陶瓷及其他复合体系协同润滑的作用,总结了MAX相作为增强相在协同摩擦、高温摩擦中的磨损机理;另外,对新型高熵MAX相陶瓷的设计和多元素固溶所存在的关键问题进行讨论,阐明高熵化对MAX相的高温摩擦学性能的影响机制。为设计新型宽温域自适应润滑材料提供新思路和理论依据。 展开更多
关键词 MAX相 摩擦磨损 宽温域 协同润滑 高熵化
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摩擦速度对Cr14Mo4V钢摩擦磨损性能的影响
6
作者 李檀 王存宇 +2 位作者 王辉 俞峰 曹文全 《轴承》 北大核心 2025年第4期101-108,共8页
对双真空冶炼Cr14Mo4V钢进行了冶金质量分析,采用环-块磨损的方式研究了摩擦速度对Cr14Mo4V钢耐磨性的影响,结果表明,Cr14Mo4V钢热处理后的微观组织由回火马氏体基体和大量M23C6型碳化物构成,碳化物直径集中在20μm以下,硬度达63.2 HRC... 对双真空冶炼Cr14Mo4V钢进行了冶金质量分析,采用环-块磨损的方式研究了摩擦速度对Cr14Mo4V钢耐磨性的影响,结果表明,Cr14Mo4V钢热处理后的微观组织由回火马氏体基体和大量M23C6型碳化物构成,碳化物直径集中在20μm以下,硬度达63.2 HRC;随着摩擦速度从0.181 m/s增大到2.042 m/s,Cr14Mo4V钢的平均磨痕宽度、最大磨痕深度、磨损体积及磨耗比都随摩擦速度的增大先减小后增大,转速为0.665 m/s时磨损量最小;摩擦转速大于0.326 m/s时,磨损机制由大范围的黏着磨损和氧化磨损逐渐转化为磨粒磨损和黏着磨损的混合机制。 展开更多
关键词 滚动轴承 高温轴承钢 摩擦速度 耐磨性 显微组织
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滑动速度对钛合金表面TiB_(2)涂层高温抗铝黏着磨损行为的影响
7
作者 吴彼 高禩洋 +2 位作者 薛伟海 李曙 段德莉 《表面技术》 北大核心 2025年第7期79-85,共7页
目的研究钛合金表面TiB_(2)涂层在高温条件下与工业纯铝之间的黏着磨损行为,重点分析了不同滑动速度对其影响。通过实验探讨TiB_(2)涂层的抗铝黏着磨损规律及其作用机制,为提升涂层的高温耐磨性能提供理论依据。方法采用直流脉冲磁控溅... 目的研究钛合金表面TiB_(2)涂层在高温条件下与工业纯铝之间的黏着磨损行为,重点分析了不同滑动速度对其影响。通过实验探讨TiB_(2)涂层的抗铝黏着磨损规律及其作用机制,为提升涂层的高温耐磨性能提供理论依据。方法采用直流脉冲磁控溅射工艺在TC4钛合金表面制备具有致密结构和优异膜基结合强度的TiB_(2)涂层,使用高温销-盘摩擦磨损试验机,探究滑动速度对钛合金表面TiB_(2)涂层与工业纯铝之间黏着磨损行为的影响,揭示涂层在不同速度条件下的磨损特性及其抗铝黏着性能的变化规律。采用扫描电子显微镜、三维超景深光学显微镜和接触式轮廓仪表征涂层与铝销表面磨痕形貌特征和磨损状态,并对摩擦学系统的铝黏着磨损转移程度进行定量计算。结果在300℃高温下,随滑动速度提高,摩擦因数降低,TiB_(2)涂层磨痕内部的铝黏着转移层形貌发生变化,由连续的岛状丘状片层逐渐转变为分散的颗粒状锚点。同时,铝黏着转移层的平均厚度和覆盖率明显减小,表明滑动速度对铝黏着行为具有显著影响。此外,基于TiB_(2)涂层表面铝黏着转移程度与纯铝销磨损量提出归一化的涂层抗黏着能力系数Ac,其可反映滑动速度对TiB_(2)涂层抗铝黏着转移能力的影响。随滑动速度升高,TiB_(2)涂层将体现出更加优异的抗铝黏着转移特性,抗铝黏着能力系数由0.05 m/s时的0.917降低至0.30 m/s时的0.058。结论300℃高温下TiB_(2)涂层能够抑制铝的黏着转移行为。随滑动速度的升高,工业纯铝销对TiB_(2)涂层表面铝黏着转移层的剪切去除作用增强,因此TiB_(2)涂层表面铝黏着转移程度降低。 展开更多
关键词 TIB2涂层 钛合金 高温摩擦磨损 滑动速度 黏着磨损
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多孔储油聚酰亚胺高温摩擦学性能研究及仿真分析
8
作者 赵贇鹏 齐慧敏 +2 位作者 刘辉 贾真 余家欣 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1072-1083,共12页
采用冷压-热烧结法制备了多孔聚酰亚胺材料,并在孔隙中浸渍苯甲基硅油,对比考察了纯聚酰亚胺、界面润滑聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及多孔储油聚酰亚胺的热稳定性及其在25~250℃范围内的摩擦学性能.结果表明多孔储油聚酰亚胺摩擦系数低于纯... 采用冷压-热烧结法制备了多孔聚酰亚胺材料,并在孔隙中浸渍苯甲基硅油,对比考察了纯聚酰亚胺、界面润滑聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及多孔储油聚酰亚胺的热稳定性及其在25~250℃范围内的摩擦学性能.结果表明多孔储油聚酰亚胺摩擦系数低于纯聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及界面润滑聚酰亚胺的摩擦系数.其中,多孔储油聚酰亚胺在100℃时的摩擦系数最低,为0.04,这是由于孔隙内部的润滑油缓慢释放到摩擦界面,形成了稳定的润滑油膜.XPS和FTIR-ATR结果表明,润滑油的加入降低了摩擦氧化反应程度,促进了金属-有机物之间的螯合反应,更易于形成低剪切转移膜.仿真结果表明,润滑油的加入改善了材料的应力集中和接触切向力,摩擦力的变化趋势和实际试验基本一致. 展开更多
关键词 多孔储油聚酰亚胺 摩擦磨损 转移膜 高温 仿真模拟
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石墨改性聚酰亚胺特种工程塑料的性能分析
9
作者 冯献礼 王一帆 +2 位作者 陈行州 沈丰 王玮 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期128-133,共6页
美国杜邦公司的Vespel®SP-21作为一种高性能聚酰亚胺工程塑料,因具有优异耐高低温性能、尺寸稳定性和耐磨损性能,已经广泛应用于低温行业,但是,其存在韧性差、加工困难和成本高等问题。为替代Vespel®SP-21,以质量分数为15%的... 美国杜邦公司的Vespel®SP-21作为一种高性能聚酰亚胺工程塑料,因具有优异耐高低温性能、尺寸稳定性和耐磨损性能,已经广泛应用于低温行业,但是,其存在韧性差、加工困难和成本高等问题。为替代Vespel®SP-21,以质量分数为15%的石墨微粉填充结晶性聚酰亚胺,通过热压成型制备了石墨/结晶性聚酰亚胺复合材料(PI/C),系统地测试了PI/C的热学、力学、尺寸稳定性及摩擦磨损等性能,并与Vespel®SP-21进行了对比。结果表明,PI/C的玻璃化转变温度约为215℃,熔融温度为370℃,5%热失重温度为537℃,略高于Vespel®SP-21(531℃),具有优异的热稳定性;PI/C与Vespel®SP-21在50~150℃范围内具有相当的储能模量,且熔融加工性更加优异,但是耐热性相对较差。PI/C在-150~100℃温度区间内热膨胀系数变化率约为26%,优于Vespel®SP-21的35%;室温下PI/C的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和简支梁无缺口冲击强度均远高于Vespel®SP-21;在200℃下PI/C也保持了优异的力学性能;在-150℃下PI/C的压缩强度达到297 MPa,表现出更加优异的低温压缩性能;PI/C的摩擦系数为0.3,磨痕宽度为4.5 mm,显示出良好的耐磨损性能。制备的PI/C可替代Vespel®SP-21成为低温环境的优选材料,在低温泵行业中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 石墨 复合材料 摩擦磨损 尺寸稳定性 高温力学性能 低温力学性能
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风电机组制动片材料摩擦学性能的研究进展 被引量：1
10
作者 纪铭亮 马生辉 +2 位作者 黄浩洋 赵燊 吉政甲(导师) 《机械工程材料》 北大核心 2025年第1期8-15,共8页
制动系统作为风电机组的关键部件,对风电机组的安全运行和发电效率起到重要作用,高性能风电制动系统的制动可靠性和使用寿命成为了重点研究课题。从风电制动系统材料组分、服役工况和摩擦磨损性能等方面阐述了制动片的设计要点,总结了... 制动系统作为风电机组的关键部件,对风电机组的安全运行和发电效率起到重要作用,高性能风电制动系统的制动可靠性和使用寿命成为了重点研究课题。从风电制动系统材料组分、服役工况和摩擦磨损性能等方面阐述了制动片的设计要点,总结了试验与有限元仿真结合评估制动温度和稳定性等方面的研究进展,并展望了风电机组制动片材料的发展趋势。 展开更多
关键词 风电制动系统 复合材料 摩擦磨损性能 制动温度 稳定性
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高熵合金高温摩擦磨损性能的研究进展
11
作者 杨磊 赵远涛 +4 位作者 潘正阳 孙博洋 王浩然 刘彦伯 张士陶 《机械工程材料》 北大核心 2025年第7期1-7,共7页
高熵合金是由五种及以上等量金属元素构成的多主元合金,得益于高熵效应、缓慢扩散效应、晶格畸变效应及多组元协同效应,高熵合金表现出良好的高温稳定性和耐磨性,应用于航空发动机、燃气轮机与核能装备等热端部件的制造。综述了高熵合... 高熵合金是由五种及以上等量金属元素构成的多主元合金,得益于高熵效应、缓慢扩散效应、晶格畸变效应及多组元协同效应,高熵合金表现出良好的高温稳定性和耐磨性,应用于航空发动机、燃气轮机与核能装备等热端部件的制造。综述了高熵合金高温摩擦磨损性能的研究进展,总结了成分设计、制备工艺参数和服役温度3个方面对高温摩擦磨损性能的影响,阐述了现有研究的不足,展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 高熵合金 高温摩擦磨损 高温氧化
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激光合金化制备Ti-Cu合金层及其性能研究
12
作者 武骞 谢燕翔 +2 位作者 王珂 叶芳霞 杨朝锋 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期713-719,共7页
由于普通钛合金在高温、高压和高速气流下服役时,局部区域容易温度升高而燃烧并迅速扩散蔓延,引发“钛火”故障,极大地制约了其在航空发动机领域的应用。本文采用激光合金化技术在Ti6Al4V钛合金表面制备Ti-Cu阻燃合金层,防止“钛火”事... 由于普通钛合金在高温、高压和高速气流下服役时,局部区域容易温度升高而燃烧并迅速扩散蔓延,引发“钛火”故障,极大地制约了其在航空发动机领域的应用。本文采用激光合金化技术在Ti6Al4V钛合金表面制备Ti-Cu阻燃合金层,防止“钛火”事故的发生。通过光学显微镜和扫描电镜对合金化层组织进行分析,并用维氏显微硬度计对合金化层硬度进行分析,最后借助高温摩擦磨损试验机研究其阻燃性能。通过激光合金化技术在钛合金表面可形成连续致密的合金化层,合金层厚度约为220μm;形成的Ti-Cu合金化层的硬度呈梯度变化,其的最高硬度值可达616HV,是Ti6Al4V钛合金基体硬度的1.61倍;600℃高温条件下,Ti6Al4V钛合金基体的平均摩擦系数为0.47,Ti-Cu合金层平均摩擦系数为0.46,两者大小基本相同;600℃高温条件下,Ti6Al4V钛合金基体和Ti-Cu合金层两种材料的主要磨损机制均是以粘着磨损和磨粒磨损为主要形式;Ti6Al4V钛合金基体磨痕宽度是Ti-Cu激光合金层的2.14倍,Ti6Al4V钛合金基体的磨损体积和比磨损率为Ti-Cu激光合金层的5.5倍。 展开更多
关键词 激光合金化 TI6AL4V Ti-Cu阻燃合金层 微观组织 高温摩擦磨损性能
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CoCrFeNiW_(x)高熵合金在室温及900℃下的摩擦磨损性能 被引量：4
13
作者 王世伟 周晖 +2 位作者 徐莺歌 张凯锋 冯凯 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期312-322,共11页
采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_(x)(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明:合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量... 采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_(x)(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明:合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量较高时会促进金属间化合物μ相的形成,随着W含量提升,合金显微组织由FCC胞状树枝晶(x=0.25)转变为FCC树枝晶及晶间层片状(FCC+μ)共晶组织(x=0.5、0.75),最后转变为FCC基体上分布的粗大树枝状μ相(x=1.0).由于W元素的固溶强化及原位生成金属间化合物μ相的第二相强化作用,使合金的强度和硬度等力学性能显著增加的同时塑性降低.在试验载荷为10 N,滑动速度0.3 m/s的测试条件下,CoCrFeNiW_(x)系列高熵合金与Si_(3)N_(4)陶瓷球配副时的球-盘摩擦试验结果表明:W元素的添加显著改善了合金的室温耐磨性,但对摩擦系数的影响较小;而900℃摩擦时,摩擦表面形成的多元复合氧化物摩擦釉质层具有良好的减摩抗磨作用,特别是W元素氧化产生的WO_(3)显著降低了摩擦系数,从而显著提升了合金的高温摩擦磨损性能.本文中研究的系列高熵合金中,CoCrFeNiW_(0.75)高熵合金室温下的屈服强度为863 MPa,抗压强度达1 250 MPa,900℃仍能保持446 HV的硬度,并在室温及900℃下均具有良好的摩擦磨损性能,具有良好的工程应用前景. 展开更多
关键词 高熵合金 CoCrFeNiW 微观组织 力学性能 摩擦 磨损
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枪管用环保镀层摩擦行为研究 被引量：2
14
作者 徐京 胡春东 +4 位作者 陆恒昌 邓亚辉 薛钧 韦习成 董瀚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期651-661,共11页
传统枪管内膛表面采用的六价铬镀层,高温耐磨性好,但对环境污染严重。为开发环保镀层,采用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜表征了室温和高温(400℃)摩擦磨损试样,对比分析了六价铬、三价铬、钴-镍和镍-钨四种电镀层的磨损特征。研究... 传统枪管内膛表面采用的六价铬镀层,高温耐磨性好,但对环境污染严重。为开发环保镀层,采用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜表征了室温和高温(400℃)摩擦磨损试样,对比分析了六价铬、三价铬、钴-镍和镍-钨四种电镀层的磨损特征。研究结果表明:在500℃定性回火后,三价铬、镍-钨、六价铬和钴-镍镀层硬度依次递减,与六价铬层相比,三价铬层脆性大,镍-钨和钴-镍镀层韧性高;室温下与H62黄铜对摩后,六价铬和三价铬镀层摩擦程度较轻,钴-镍和镍-钨镀层呈现明显粘着特征,二者摩擦系数高于两种铬层;400℃下与08Al钢对摩后,六价铬呈粘着磨损特征,摩擦程度较大;三价铬层摩擦系数相对较高;镍-钨镀层呈磨粒磨损特征,摩擦系数与六价铬接近,摩擦程度相对较轻。 展开更多
关键词 枪管 电镀层 磨损 摩擦系数 高温摩擦
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32Cr3Mo1V表面激光熔覆TiC/钴基高温合金组织和性能研究 被引量：2
15
作者 尹燕 周炜 +3 位作者 李辉 龚岩 张潇 张瑞华 《热加工工艺》 北大核心 2024年第2期73-77,共5页
针对铝热轧辊套表面因高温摩擦磨损失效的问题,采用同轴送粉式激光熔覆在32Cr3Mo1V表面制备不同质量分数(0%、5%、10%、15%)TiC/Co-08高温耐磨熔覆涂层。分析了该熔覆层的显微组织形貌、相组成及微区成分;测试了显微硬度、高温摩擦磨损... 针对铝热轧辊套表面因高温摩擦磨损失效的问题,采用同轴送粉式激光熔覆在32Cr3Mo1V表面制备不同质量分数(0%、5%、10%、15%)TiC/Co-08高温耐磨熔覆涂层。分析了该熔覆层的显微组织形貌、相组成及微区成分;测试了显微硬度、高温摩擦磨损性能。结果表明,Co-08涂层主要由γ-Co及晶间碳化物组成,其磨损形式为氧化磨损和磨粒磨损。TiC添加量为5%时,晶间组织碳化物含量减少,涂层中Fe元素含量升高,涂层显微硬度降低,摩擦系数有所升高,磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损。TiC含量≥10%时,晶间碳化物含量升高,涂层中析出细小的TiC颗粒,有效提高了涂层的显微硬度,其摩擦系数也明显降低,磨损机制主要为氧化磨损及轻微的磨粒磨损。当TiC添加量为5%时,涂层显微组织变得粗大且显微硬度及高温耐磨性均降低。随着TiC含量的继续增加,涂层中重新析出小尺寸TiC增强体,且晶间碳化物含量也有所上升,其显微硬度及高温耐磨性也随TiC含量的增加而升高。在TiC含量≥10%时,TiC/Co-08复合涂层具有良好的高温耐磨性。 展开更多
关键词 CO基合金 激光熔覆 TIC 显微组织 高温摩擦磨损
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表面织构对径向柱塞泵滑靴副摩擦磨损性能的影响 被引量：1
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作者 李少年 陈世豪 +1 位作者 张子骞 杨龙涛 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第12期2142-2151,共10页
高压大排量径向柱塞泵的承载力较大,而滑靴副是影响该类泵摩擦特性的关键因素之一。开展织构对滑靴副摩擦特性影响的研究,对提升高压大排量径向柱塞泵滑靴副润滑与摩擦特性具有重要意义。为此,以高压大排量径向柱塞泵滑靴副为研究对象,... 高压大排量径向柱塞泵的承载力较大,而滑靴副是影响该类泵摩擦特性的关键因素之一。开展织构对滑靴副摩擦特性影响的研究,对提升高压大排量径向柱塞泵滑靴副润滑与摩擦特性具有重要意义。为此,以高压大排量径向柱塞泵滑靴副为研究对象,计算了不同形状、面积率、深径比织构的滑靴磨损量。首先,选取了正方形、圆形和三角形共3种形状的织构表面,对织构的深度、形状、面积率进行了定义,构建了滑靴织构形貌影响因素和正交试验样本;然后,开展了10组样本数据的试件摩擦磨损试验,分别以摩擦系数和磨损量为因变量,得到了多因素方差分析检验结果;最后,基于显著性小的因素确定了研究参数,开展了不同形状织构表面的摩擦仿真与试件试验。研究结果表明:织构的面积率对摩擦系数和磨损量影响最大;面积率为9.66%、深度为120μm的三角形织构表面的摩擦系数最小,相比无织构表面下降16%;摩擦仿真所得三种形状织构表面的磨损量排序与试验结果一致;面积率为9.66%、深度为120μm的正方形织构表面的减摩效果最好、磨损量最小,磨损量较无织构表面下降35%,摩擦系数相对无织构下降15.86%。该研究结果可以为高压大排量径向柱塞泵滑靴副设计,改善滑靴副的摩擦磨损特性,延长柱塞泵的使用寿命提供一定的参考。 展开更多
关键词 高压大排量径向柱塞泵 滑靴副摩擦特性 表面织构模型 摩擦磨损性能 滑靴副润滑性能 正交试验 多因素显著性分析
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Ti掺杂类金刚石薄膜的制备及其高温摩擦学性能研究
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作者 刘怡飞 李助军 +1 位作者 陈泽达 苏峰华 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期44-54,共11页
为探究金属Ti掺杂DLC薄膜在高温环境下的摩擦磨损行为,通过射频磁控溅射和直流磁控溅射混合的沉积系统制备不同Ti含量的Ti-DLC薄膜,利用SEM、XRD、Raman、纳米压痕和摩擦试验机等分析Ti含量对Ti-DLC薄膜的微观结构、力学性能及不同温度... 为探究金属Ti掺杂DLC薄膜在高温环境下的摩擦磨损行为,通过射频磁控溅射和直流磁控溅射混合的沉积系统制备不同Ti含量的Ti-DLC薄膜,利用SEM、XRD、Raman、纳米压痕和摩擦试验机等分析Ti含量对Ti-DLC薄膜的微观结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响。结果表明:Ti掺杂使得Ti-DLC薄膜中sp^(3)键的占比随着Ti含量的增加先升高后下降;Ti掺杂提高了Ti-DLC薄膜的硬度和弹性模量,并一定程度上提升了Ti-DLC薄膜的膜基结合力。摩擦测试表明:在常温下,Ti-DLC薄膜的摩擦因数和磨损率随Ti含量的增加而下降,但薄膜发生明显的磨粒磨损,且磨损率略高于DLC薄膜;Ti掺杂有效地提高了DLC薄膜的热稳定性和高温摩擦学性能,在300℃的高温下,掺杂薄膜仍维持较低的摩擦因数和磨损率。 展开更多
关键词 类金刚石薄膜 磁控溅射 元素掺杂 力学性能 高温摩擦
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掺硅类金刚石薄膜的HiPIMS-MFMS共沉积制备及其高温摩擦学行为研究 被引量：5
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作者 陈彦军 苏峰华 +3 位作者 孙建芳 陈泽达 林松盛 李助军 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期18-29,共12页
元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)... 元素掺杂是提高类金刚石(DLC)薄膜高温耐摩擦性能的重要途径.本文中采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)和中频磁控溅射(MFMS)复合技术在304不锈钢表面沉积具有不同Si含量的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、纳米压痕和UMT-TriboLab摩擦试验机等系统分析了Si含量对Si-DLC薄膜的结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响,重点探讨了Si-DLC薄膜在高温下摩擦磨损机制.结果表明:Si-DLC薄膜中Si以四面体碳化硅的形式随机分布于无定型DLC基体中,增强薄膜的韧性.同时,Si掺杂使DLC薄膜向金刚石结构发生转变并显著提高了薄膜的硬度.摩擦结果表明,当Si原子分数为15.38%时,Si-DLC薄膜在常温下的摩擦系数和磨损率最低,同时该薄膜在300℃下能维持在较低的摩擦系数(约0.1),主要是由于Si-DLC薄膜中的四面体碳化硅结构能够提升sp^(3)键的稳定性.此外,Si-DLC薄膜中的Si在高温摩擦时会在对偶球表面形成1层SiO_(2)保护层,减缓Si-DLC薄膜和过渡层的氧化,使得薄膜能够在高温下持续润滑.当Si含量进一步增加时,Si-DLC薄膜的力学性能显著提升,然而其摩擦学性能发生明显降低,主要是当DLC薄膜中的硅含量过高时,大气环境下的高温摩擦使得薄膜内的氧化加剧,过量氧化硅的生成破坏了薄膜结构从而导致摩擦性能下降. 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 类金刚石薄膜 元素掺杂 高温 摩擦磨损
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高温下氮化硅陶瓷摩擦磨损性能的演变及机理研究 被引量：3
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作者 刘文进 周国相 +1 位作者 杨治华 贾德昌 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第1期302-311,共10页
Si_(3)N_(4)陶瓷因具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等特点,在高温耐磨损领域的应用备受关注。本文研究了高温下Si_(3)N_(4)陶瓷与C/SiC陶瓷或GH214合金摩擦时的平面摩擦磨损性能及磨损机理。结果表明:Si_(3)N_(4)陶瓷和C/SiC陶瓷对... Si_(3)N_(4)陶瓷因具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等特点,在高温耐磨损领域的应用备受关注。本文研究了高温下Si_(3)N_(4)陶瓷与C/SiC陶瓷或GH214合金摩擦时的平面摩擦磨损性能及磨损机理。结果表明:Si_(3)N_(4)陶瓷和C/SiC陶瓷对磨时,随着温度升高,摩擦系数先增大后减小;当温度为1200℃时,Si_(3)N_(4)陶瓷平均摩擦系数低于0.4,且其磨损表面出现磨痕、磨粒和SiO_(2)氧化膜,磨损形式主要为磨粒磨损和氧化磨损。Si_(3)N_(4)陶瓷与GH214合金对磨时,随着温度升高,摩擦系数增大,陶瓷样品表面出现明显的金属氧化物层,其磨损形式主要为粘着磨损和氧化磨损。Si_(3)N_(4)陶瓷与两种对磨材料摩擦时,氧化磨损均产生氧化膜并对Si_(3)N_(4)陶瓷均有保护和润滑作用,可有效减少Si_(3)N_(4)陶瓷基体的磨损,提高Si_(3)N_(4)陶瓷的磨损使用寿命。 展开更多
关键词 Si_(3)N_(4)陶瓷 摩擦系数 平面摩擦磨损 磨损机制 高温摩擦性能
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超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究 被引量：5
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作者 牛庆伟 郝敬宾 +3 位作者 纪皓文 付天池 杨海峰 刘昊 《精密成形工程》 北大核心 2024年第2期137-148,共12页
目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂... 目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 超声振动 高温合金涂层 摩擦磨损 元素偏析
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