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Ti6Al4V合金干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用 被引量：11
1
作者 李新星 施剑峰 +3 位作者 王红侠 韩伯群 封晶 张冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期233-239,共7页
目的分析Ti6Al4V合金在不同滑动速度下的干滑动磨损行为及磨损特征,研究钛合金的磨损机理,并探讨干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用。方法采用销盘式摩擦磨损试验机,对Ti6Al4V合金在不同滑动速度下进行干滑动磨损实验。采用磨... 目的分析Ti6Al4V合金在不同滑动速度下的干滑动磨损行为及磨损特征,研究钛合金的磨损机理,并探讨干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用。方法采用销盘式摩擦磨损试验机,对Ti6Al4V合金在不同滑动速度下进行干滑动磨损实验。采用磨损率和摩擦系数表征钛合金的磨损行为,采用SEM、EDS及XRD分析磨损表面及摩擦层的形貌及成分,采用数字显微硬度仪表征摩擦层的力学性能。结果滑动速度在0.5~4 m/s范围内变化,Ti6Al4V合金的磨损率发生显著变化,尤其是在高载条件下。0.5~1.5 m/s速度范围内,磨损率较低,2.68m/s速度下,磨损率达到最高值,4m/s速度下,磨损率达到最低值。0.75m/s速度下,粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机理,氧化磨损为次要磨损机理;2.68 m/s和4 m/s速度下的磨损机理分别为剥层磨损和氧化轻微磨损。2.68m/s速度下的高磨损率与硬度较低的无氧化物摩擦层对应,而4 m/s速度下的低磨损率与高硬度的多氧化物摩擦层对应。结论试验条件改变,Ti6Al4V合金的磨损行为及磨损机理发生变化。不同试验条件下的磨损行为与不同的摩擦层特征相对应,当摩擦层中包含一定量的摩擦氧化物时,这种陶瓷性的摩擦层具有比基体更高的硬度,能有效保护基体,降低磨损率。 展开更多
关键词 钛合金 干滑动 磨损行为 磨损机理 摩擦层 摩擦氧化物
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钛合金摩擦磨损性能及减磨方法研究进展 被引量：5
2
作者 刘雨薇 吴霞 +3 位作者 陈纪云 靳爽 李淳 孙园植 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-21,共21页
钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层... 钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层对钛合金磨损机理的作用,分析了润滑条件、环境温度、滑动速度、载荷等工况条件对钛合金摩擦磨损性能的影响规律。其次,对比总结了钛合金减磨的常见工艺方法及优缺点,指出了当前钛合金磨损机理研究和性能改善方面存在的问题。最后,对今后的研究工作进行了展望:将实验与仿真相结合,阐明钛合金摩擦层和磨损机理的动态变化规律;考虑各种环境因素对钛合金磨损机理的影响,完善钛合金磨损机制图;通过对多种技术协同配合时的工艺参数进行优化,促进钛合金表面强化复合技术的发展,从而提升钛合金的耐磨减摩性能。 展开更多
关键词 钛合金 摩擦层 磨屑 摩擦氧化物 摩擦磨损机理 耐磨减摩 表面处理
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摩擦层的形成对TC4合金磨损性能的影响 被引量：8
3
作者 王兰 王树奇 张秋阳 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期673-677,共5页
采用MG-2000型销盘式高温磨损试验机对TC4合金在环境温度为200、400和600℃,载荷为50~250 N时的磨损性能进行了研究.利用SEM、EDS、XRD以及XPS等对试样磨面和剖面的形貌、成分及结构进行了观察与分析.结果表明:在不同的试验条件下,磨损... 采用MG-2000型销盘式高温磨损试验机对TC4合金在环境温度为200、400和600℃,载荷为50~250 N时的磨损性能进行了研究.利用SEM、EDS、XRD以及XPS等对试样磨面和剖面的形貌、成分及结构进行了观察与分析.结果表明:在不同的试验条件下,磨损表面均会形成一层不同于基材的摩擦层.摩擦层的成分及分布形态对TC4合金的磨损性能产生了重要的影响.在200和400℃时,摩擦层分布不均匀且不含或仅含少量的摩擦氧化物,这样的摩擦层对磨损表面不具有保护作用,TC4合金的磨损率随着温度的提高而提高.在600℃时,摩擦层分布均匀,且摩擦层含有较多的Ti O2和Ti O摩擦氧化物,TC4合金的磨损率大幅下降.因此,磨损过程中形成的均匀且含有大量摩擦氧化物的摩擦层极大地改善了TC4合金的磨损性能. 展开更多
关键词 TC4合金 磨损 摩擦层 摩擦氧化物 磨损性能
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层状陶瓷材料MAX相的摩擦学性能研究进展 被引量：6
4
作者 朱元元 周爱国 +1 位作者 昝青峰 王李波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第17期101-105,共5页
MAX相是一类三元层状化合物,由于其同时具备金属和陶瓷的优异性能,近年来受到人们的广泛关注。MAX相的层状结构预示其将有望成为性能良好的固体润滑材料。主要介绍温度、滑动速度、载荷、对偶种类和显微结构等因素对MAX相材料摩擦磨损... MAX相是一类三元层状化合物,由于其同时具备金属和陶瓷的优异性能,近年来受到人们的广泛关注。MAX相的层状结构预示其将有望成为性能良好的固体润滑材料。主要介绍温度、滑动速度、载荷、对偶种类和显微结构等因素对MAX相材料摩擦磨损性能的影响,综述了MAX相材料在摩擦学方面的研究进展。 展开更多
关键词 MAX相 摩擦氧化物膜 摩擦系数 磨损率
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石墨的添加对NiCr-W-Ti自润滑复合材料高温摩擦学性能的影响 被引量：2
5
作者 汪建义 陕钰 +1 位作者 王文珍 贾均红 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期358-362,379,共6页
本文以Ni20Cr合金为基体添加稀有金属Ti、W粉末及石墨后,充分混合,采用机械合金化及热压烧结工艺制备了NiCr金属基复合材料,研究了石墨含量对NiCr金属基复合材料的组织结构和摩擦学性能的影响。在UMT-3高温摩擦试验机上进行了该复合材料... 本文以Ni20Cr合金为基体添加稀有金属Ti、W粉末及石墨后,充分混合,采用机械合金化及热压烧结工艺制备了NiCr金属基复合材料,研究了石墨含量对NiCr金属基复合材料的组织结构和摩擦学性能的影响。在UMT-3高温摩擦试验机上进行了该复合材料同Al_2O_3陶瓷球的滑动摩擦磨损实验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对复合材料及其摩擦测试后的形貌与结构进行观察分析,结果表明:当所添加石墨的质量分数为3wt.%时,复合材料具有相对较好的力学性能和摩擦学性能;当测试温度低于300℃时,摩擦表面未形成有效的摩擦膜,故磨损率较高;当温度高于500℃时,摩擦层中含有摩擦氧化物,摩擦表面被光滑氧化物所组成的润滑膜覆盖,对磨面具有很好的保护作用,因而磨损率降低。 展开更多
关键词 Ni20Cr合金 摩擦层 摩擦氧化物 摩擦磨损性能
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含Fe_2O_3摩擦层的促进形成对H13和45钢磨损性能的影响 被引量：6
6
作者 张秋阳 丁红燕 +4 位作者 周广宏 张临财 陈秋明 秦珂 戴玉娇 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期823-830,共8页
Fe_2O_3是钢材高温或高速干滑动表面摩擦氧化物层的重要构成.本文作者通过在H13钢、45钢/GCr15钢的滑动界面添加Fe_2O_3纳米颗粒,试图促进保护性摩擦氧化物层的快速形成,避免了高温恶化材料的机械性能.研究了Fe_2O_3对H13钢和45钢磨损... Fe_2O_3是钢材高温或高速干滑动表面摩擦氧化物层的重要构成.本文作者通过在H13钢、45钢/GCr15钢的滑动界面添加Fe_2O_3纳米颗粒,试图促进保护性摩擦氧化物层的快速形成,避免了高温恶化材料的机械性能.研究了Fe_2O_3对H13钢和45钢磨损性能的影响,分析了摩擦氧化物层的形成机理,并探讨了基体硬度对摩擦氧化物层的作用.研究结果表明:无添加时,低硬度45钢的耐磨性明显差于高硬度的H13钢;GCr15钢在与45钢对摩时,磨损率也明显大于与H13钢对摩时.添加Fe_2O_3后,纳米颗粒在H13和GCr15钢表面迅速相互黏着并形成保护性的摩擦氧化物层,导致磨损率急剧下降,且随载荷增加仅轻微波动.而较软45钢基体对摩擦氧化物层的支撑能力较弱,摩擦氧化物层破碎,高载下磨损率明显大于低载下. 展开更多
关键词 纳米氧化铁 摩擦氧化物层 基体硬度 磨损性能
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滑动速度对45钢干摩擦磨损行为的影响 被引量：3
7
作者 王浩浩 陈文俊 +1 位作者 段旭斌 崔向红 《热加工工艺》 北大核心 2020年第16期64-68,73,共6页
研究了滑动速度对45钢干摩擦磨损行为的影响;探讨了摩擦氧化物在摩擦层演化与磨损机制转变过程中所起到的作用。结果表明:在相同载荷下,随着滑动速度的增加,不同组织状态的45钢均会发生氧化轻微磨损-严重磨损的磨损机制转变,并且,硬度... 研究了滑动速度对45钢干摩擦磨损行为的影响;探讨了摩擦氧化物在摩擦层演化与磨损机制转变过程中所起到的作用。结果表明:在相同载荷下,随着滑动速度的增加,不同组织状态的45钢均会发生氧化轻微磨损-严重磨损的磨损机制转变,并且,硬度越高的组织,越早发生转变。在不同的磨损机制下,硬度对45钢耐磨性的影响规律不同:在磨粒磨损和粘着磨损阶段,该钢的耐磨性与硬度呈正比;在氧化轻微磨损阶段,耐磨性几乎与硬度无关,在氧化严重磨损阶段,该钢的耐磨性与硬度呈反比。根据前人的研究及本文的实验结果对魏敏先等人给出的磨损机理图进行了修正。 展开更多
关键词 滑动速度 硬度 摩擦氧化物 磨损机制
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TC4合金干滑动磨损性能的研究 被引量：9
8
作者 王兰 王树奇 +2 位作者 李新星 周银 张秋阳 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期629-634,共6页
在MG-2000销盘式磨损试验机上考察了TC4/GCr15摩擦体系中,TC4合金的磨损行为.利用SEM、XRD对合金磨面、剖面形貌及结构进行观察与分析,利用HVS-1000显微硬度计测试磨面至心部的硬度,利用激光共聚焦显微镜测试和观察磨面的粗糙度及三维形... 在MG-2000销盘式磨损试验机上考察了TC4/GCr15摩擦体系中,TC4合金的磨损行为.利用SEM、XRD对合金磨面、剖面形貌及结构进行观察与分析,利用HVS-1000显微硬度计测试磨面至心部的硬度,利用激光共聚焦显微镜测试和观察磨面的粗糙度及三维形貌.结果表明:TC4合金的磨面形成了摩擦层,其分为有氧化物摩擦层和无氧化物摩擦层,无氧化物摩擦层对磨面无保护作用,合金磨损率较高;有氧化物摩擦层对磨面具有保护作用.在600°C,摩擦层中含有大量摩擦氧化物,对磨面具有最佳的保护作用,合金磨损率最低,TC4合金具有优异的高温磨损性能.磨面粗糙度和摩擦层中的氧化物数量密切相关,在600°C,磨面被大量光滑氧化物所覆盖,磨面粗糙度最低,略高于磨损前的表面粗糙度. 展开更多
关键词 TC4合金 摩擦层 摩擦氧化物 磨损性能 表面粗糙度
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不同环境介质中TC4合金微动磨损机理研究 被引量：3
9
作者 宋伟 李万佳 +1 位作者 俞树荣 马荣荣 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期26-32,共7页
采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在... 采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在混合滑移状态下微动磨损机制.结果表明:混合状态下,摩擦系数曲线在3种介质中变化趋势基本一致.干摩擦条件下,25℃空气环境中摩擦系数较高而且波动程度较大,磨损体积最大,磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损;300℃大气环境中,摩擦系数和波动程度最小,高温和摩擦热加速了磨粒的氧化形成第三体,揭示了TC4合金具有高温耐磨特性,磨损机制为粘着磨损和氧化磨损.与干摩擦相比,水覆环境中摩擦系数、波动程度以及磨损率介于两者之间,水介质起到润滑和减摩作用,磨损机制为磨粒磨损. 展开更多
关键词 TC4合金 微动磨损 环境介质 摩擦氧化物
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不同滑动速度下两种钛合金的磨损行为 被引量：4
10
作者 张秋阳 丁红燕 +4 位作者 张满 周广宏 王正军 郭啸栋 李年莲 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1631-1639,共9页
采用销-盘式磨损试验机对比研究两种典型双相钛合金TC4和TC11合金在不同滑动速度下的磨损行为,并探讨了磨损机制。结果表明:TC4合金的磨损率随滑动速度加快和载荷增加而增长,滑动速度为4m/s时,同载荷下的磨损率达到了最高值;而TC11合金... 采用销-盘式磨损试验机对比研究两种典型双相钛合金TC4和TC11合金在不同滑动速度下的磨损行为,并探讨了磨损机制。结果表明:TC4合金的磨损率随滑动速度加快和载荷增加而增长,滑动速度为4m/s时,同载荷下的磨损率达到了最高值;而TC11合金的磨损率随滑动速度加快先增加,在滑动速度为2m/s时达到最高值然后开始下降,在4 m/s时取得最低值。载荷30 N时,TC4合金在滑动速度为1~4 m/s时的磨损机制主要为轻微粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损;TC11合金在滑动速度为1~2 m/s时的磨损机制为轻微粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损,在3 m/s时的为氧化磨损和磨粒磨损,但在4 m/s时的为氧化轻微磨损。两种钛合金在滑动速度为1~2m/s时的磨损行为与磨损机制相似。但高速下,稳定摩擦氧化物层的存在显著降低了TC11合金的磨损率;而TC4合金由于硬度相对较低,对摩擦氧化物层的支撑作用不足,磨损率快速增长。 展开更多
关键词 钛合金 磨损行为 磨损机制 摩擦氧化物层
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