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激光熔覆增材制造Al-11Si-5Cu-5Ni-xMn合金的耐磨性和耐腐蚀性能研究
1
作者 张路雨 王守仁 +3 位作者 肖振 王英姿 李沛凝 姜远茂 《热加工工艺》 北大核心 2026年第1期49-60,共12页
由于汽车发动机零部件工作条件恶劣,对于高性能铝合金材料的开发是一个重大挑战。本文提出一种新的铝合金成分设计,并采用激光熔覆工艺制备Al-11Si-5Cu-5Ni-xMn(x=0,2)合金。通过光学显微镜(OM)、SEM、XRD、滑动摩擦磨损实验机、电化学... 由于汽车发动机零部件工作条件恶劣,对于高性能铝合金材料的开发是一个重大挑战。本文提出一种新的铝合金成分设计,并采用激光熔覆工艺制备Al-11Si-5Cu-5Ni-xMn(x=0,2)合金。通过光学显微镜(OM)、SEM、XRD、滑动摩擦磨损实验机、电化学工作站等检测技术对熔覆层的微观结构、元素分布、相组成、耐磨性和腐蚀性进行研究分析。经过分析可知,合金主要由Al_(3)Ni、Al_(2)Cu、Al_(7)Cu_(4)Ni、Al_(3)CuNi、Al_(15)Mn_(3)Si_(2)和Al_(4)Ni_(3)等多种金属间相组成。通过对基体的组织性能对比,激光熔覆工艺制备的两种合金组织紧密,可以归因于激光熔覆快速融化凝固优势;同时具备更多的第二相强化导致合金具有更高的显微硬度,表现出优异的耐磨性。对合金进行电化学分析,通过开路电压,极化曲线以及交流阻抗分析可得出,由于元素的添加使得合金的耐腐蚀性能有所下降。综合分析合金的实验结果,发现Al-11Si-5Cu-5Ni-2Mn合金的综合性能最优。该合金的主要性能为:维氏硬度为120.7 HV、滑动摩擦系数为0.303、摩擦磨损率为5.58 mm^(3)/(N·m)、电化学腐蚀开路电位为-0.616 V、腐蚀电位为-0.9979 V、腐蚀电流密度为1.3234×10^(-5) A/mm^(2)。 展开更多
关键词 激光熔覆 相组成 耐磨性 耐蚀性
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激光冲击强化对增材制造316L不锈钢微观组织及耐磨性的影响
2
作者 曹晓蝶 吴嘉俊 +5 位作者 徐尤泽 吴承彪 丁旺旺 乔红超 赵吉宾 孙博宇 《表面技术》 北大核心 2026年第2期112-123,共12页
目的通过激光冲击强化技术提高增材制造316L不锈钢的耐磨性。方法采用激光能量为6 J,脉冲宽度为15 ns,光斑直径为3 mm的脉冲激光对增材制造316L不锈钢样件进行处理,研究激光冲击强化对增材316L不锈钢样件的表面形貌、显微硬度、残余应... 目的通过激光冲击强化技术提高增材制造316L不锈钢的耐磨性。方法采用激光能量为6 J,脉冲宽度为15 ns,光斑直径为3 mm的脉冲激光对增材制造316L不锈钢样件进行处理,研究激光冲击强化对增材316L不锈钢样件的表面形貌、显微硬度、残余应力分布、微观组织和耐磨性的影响。结果激光冲击强化后,增材316L不锈钢样件X射线衍射图谱的衍射峰发生偏移,但未发生相变;由于严重的塑性变形,其表面粗糙度增加。强化后样件表面晶粒明显细化,平均晶粒尺寸由原始状态的58.3μm减小至47.9μm;同时表面位错密度显著增加,残余压应力达到−353 MPa;显微硬度由233.2HV提升至288.7HV,增幅约23.8%。摩擦磨损试验表明,激光冲击强化后的样件摩擦系数由0.409降至0.373,平均磨损率降低了约50.12%。磨损形貌分析显示,未处理样件以剥落磨损为主,而强化样件主要表现为黏着磨损,表面损伤减轻。结论激光冲击强化通过晶粒细化、增加位错密度以及引入堆垛层错与残余压应力的协同作用,从而显著提升了增材316L不锈钢样件的硬度和耐磨性。该技术为改善增材制造金属零件的表面性能提供了有效途径。 展开更多
关键词 激光冲击强化 增材制造 微观组织 耐磨性能
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碳纳米管及纳米氧化铝共掺杂对铝合金微弧氧化膜层耐蚀及耐磨性的影响
3
作者 郭爽 白玉 +1 位作者 高元明 马文 《材料导报》 北大核心 2026年第6期164-170,共7页
为了探究碳纳米管及纳米氧化铝共掺杂对铝合金微弧氧化膜层耐蚀、耐磨性能的改性作用,在硅酸盐电解液体系中加入多壁碳纳米管(MWCNTs)和纳米氧化铝(α-Al_(2)O_(3))颗粒作为电解液添加剂,利用微弧氧化技术在6061T6铝合金表面制备膜层。... 为了探究碳纳米管及纳米氧化铝共掺杂对铝合金微弧氧化膜层耐蚀、耐磨性能的改性作用,在硅酸盐电解液体系中加入多壁碳纳米管(MWCNTs)和纳米氧化铝(α-Al_(2)O_(3))颗粒作为电解液添加剂,利用微弧氧化技术在6061T6铝合金表面制备膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及激光共聚焦显微镜对膜层的微观形貌、物相组成及磨损形貌进行分析,并对膜层的硬度、粗糙度、摩擦磨损及电化学性能进行评价。结果表明,MWCNTs和纳米Al_(2)O_(3)颗粒主要通过改性微弧氧化微孔及放电通道提升膜层性能。加入MWCNTs及纳米Al_(2)O_(3)后微弧氧化膜层硬度达到1289.8HV,自腐蚀电流密度降低至3.220×10^(-6)A·cm^(-2),相较于未改性微弧氧化膜层提升1倍。加入MWCNTs及纳米Al_(2)O_(3)后微弧氧化膜层的摩擦系数降为0.294;体积磨损率降低至0.23×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),仅为未改性膜层的1/5。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 多壁碳纳米管 纳米氧化铝 耐蚀性能 耐磨性能
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回火处理对铁基合金-WC涂层耐磨性能的影响
4
作者 张玺 何丽 +3 位作者 吴菲菲 刘文卓 解芳 翟长生 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期109-115,共7页
为提高45钢的耐磨性,采用火焰喷涂+真空重熔工艺在45钢表面制备了铁基自熔合金涂层,并通过添加WC颗粒和回火处理改善涂层性能。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机等仪器测试分析了... 为提高45钢的耐磨性,采用火焰喷涂+真空重熔工艺在45钢表面制备了铁基自熔合金涂层,并通过添加WC颗粒和回火处理改善涂层性能。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机等仪器测试分析了各涂层的表/截面性能。结果表明,铁基自熔合金涂层主要由Cr_(7)C_(3)、Fe_(2)Si等硬质相及(Fe,Cr)、(Ni,Cr,Fe)等固溶体相组成。添加WC可细化涂层枝晶结构,提高涂层显微硬度(从993.15 HV0.5提升至1057.73 HV0.5),降低涂层表面摩擦系数(从0.879降至0.556),但涂层表/截面的孔洞缺陷略有增加。添加WC并经回火处理后,涂层枝晶分布更为均匀,孔洞缺陷大幅度减少,涂层显微硬度进一步提升至1060.06 HV0.5,摩擦系数进一步降低至0.531,磨损表面平坦均匀,耐磨性能显著优于其他两种涂层。 展开更多
关键词 回火处理 铁基自熔合金 WC 耐磨性
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基于表面织构的轮胎耐磨性能提升研究
5
作者 王鹏 刘从臻 +3 位作者 赵家旗 宗佳祺 赵鹏斌 马强 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2026年第1期45-53,共9页
纯电动汽车因其自重与初始扭矩较大而加剧了轮胎磨损。为提升轮胎的耐磨性能,以205/55R16轮胎为研究对象,建立有限元模型并验证其可靠性,依据划分的行驶工况建立复合工况耐磨性能评价指标。在胎面海陆比不变的前提下采用连续型沟槽织构... 纯电动汽车因其自重与初始扭矩较大而加剧了轮胎磨损。为提升轮胎的耐磨性能,以205/55R16轮胎为研究对象,建立有限元模型并验证其可靠性,依据划分的行驶工况建立复合工况耐磨性能评价指标。在胎面海陆比不变的前提下采用连续型沟槽织构对胎面进行摩擦学改性设计,进一步选取织构主要结构参数,通过中心复合设计建立试验方案,采用响应面优化法搜寻耐磨性能最佳的沟槽织构参数组合。研究表明,采用织构优化后轮胎摩擦能量损失率比样胎降低了186 J/s。本研究为提升轮胎耐磨性能提供了新的思路。 展开更多
关键词 轮胎 耐磨性能 复合工况 表面织构 中心复合设计 响应面优化
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热冲压对SLM成形Ti6Al4V合金耐蚀性能和耐磨性能的影响 被引量：1
6
作者 周崯莹 丁雪萍 +3 位作者 万谦 谢炙宇 王世辉 徐浩淳 《材料工程》 北大核心 2026年第2期249-257,共9页
采用激光选区熔化(selected laser melting, SLM)技术制备Ti6Al4V合金,并对其进行热冲压处理。通过电化学腐蚀实验和摩擦磨损测试,对热冲压前后试样的耐蚀性能及耐磨性能进行对比研究,并阐明其性能产生差异的内在机理。结果表明:在模拟... 采用激光选区熔化(selected laser melting, SLM)技术制备Ti6Al4V合金,并对其进行热冲压处理。通过电化学腐蚀实验和摩擦磨损测试,对热冲压前后试样的耐蚀性能及耐磨性能进行对比研究,并阐明其性能产生差异的内在机理。结果表明:在模拟体液溶液中,热冲压后SLM成形Ti6Al4V试样耐蚀性能降低,腐蚀电流密度增加,钝化膜厚度由3.19 nm降低至1.21 nm。究其原因是,热冲压导致SLM成形Ti6Al4V试样晶粒尺寸由1.37μm粗化到1.51μm,小角度晶界比例增加了1.41%,进而导致其腐蚀速率增大,耐蚀性能有所降低。此外,热冲压处理后的试样体积磨损量由0.314 mm^(3)增加至0.474 mm^(3),耐磨性能下降,其磨损机制为磨料磨损和氧化磨损共同作用。 展开更多
关键词 TI6AL4V合金 激光选区熔化 热冲压 耐蚀性 耐磨性
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激光熔覆原位合成多相陶瓷增强铁基复合涂层组织与耐磨性能研究
7
作者 张屹 王海舟 +5 位作者 武伟宁 陈涛 宋逸昕 孙志永 何平 张新国 《热加工工艺》 北大核心 2026年第5期133-139,147,共8页
为改善钛合金表面的耐磨性能,以Fe60自熔合金粉末与B_(4)C、TiN和Y_(2)O_(3)陶瓷粉末混合作为前驱体预置材料,利用激光熔覆技术在Ti6Al4V基体表面制备了原位合成多相陶瓷增强的铁基复合涂层。采用扫描电子显微镜、X-衍射仪、摩擦试验机... 为改善钛合金表面的耐磨性能,以Fe60自熔合金粉末与B_(4)C、TiN和Y_(2)O_(3)陶瓷粉末混合作为前驱体预置材料,利用激光熔覆技术在Ti6Al4V基体表面制备了原位合成多相陶瓷增强的铁基复合涂层。采用扫描电子显微镜、X-衍射仪、摩擦试验机等分析手段,对不同激光扫描速度条件下熔覆涂层的微观组织、物相组成、耐磨性能等进行研究。结果表明,涂层主要由激光快速熔凝条件下原位合成的棒状TiB_(2)、树枝晶TiC、颗粒状TiC_(0.7)N_(0.3)、Fe等物相组成。在3 mm/s扫描速度下可获得无明显裂纹的Fe基复合涂层,其硬度和耐磨性分别为基体的2.8倍和2.0倍,该涂层磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。激光熔覆原位合成多相陶瓷增强的铁基复合涂层能够显著改善钛合金表面的耐磨性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 原位合成多相陶瓷 铁基涂层 微观组织 耐磨性能
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面向Ni-SiC纳米镀层耐磨性能预测的GA-BP神经网络模型
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作者 覃树宏 梁锦 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期116-122,130,共8页
Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能与其制备工艺参数之间存在复杂的非线性关系,需要具有很强的非线性拟合能力,才能捕捉输入参数与耐磨性能之间的复杂关系,在进行模型求解时可避免陷入局部最优而降低预测精度。为此,提出遗传算法-反向传播(Genet... Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能与其制备工艺参数之间存在复杂的非线性关系,需要具有很强的非线性拟合能力,才能捕捉输入参数与耐磨性能之间的复杂关系,在进行模型求解时可避免陷入局部最优而降低预测精度。为此,提出遗传算法-反向传播(Genetic Algorithm-Backpropagation,GA-BP)神经网络模型,对Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能预测方法展开研究。选用50 mm×50 mm×5 mm 304不锈钢板材作为基体材料进行预处理,使用电镀液配方对镀液进行配置;采用恒电流脉冲电镀模式完成复合电镀,并利用多功能摩擦磨损试验机进行耐磨性能试验;构建基于BP神经网络的Ni-SiC纳米镀层耐磨性能预测模型,并引入遗传算法对BP神经网络模型的阈值和权值展开寻优,将磨损量作为模型输出,实现Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能预测。试验表明,利用本文方法获取的磨损量预测值与磨损量真实值之间的误差最大仅为0.2 mg,预测后的R^(2)为0.988,预测结果的拟合优度较高,应用效果较好。 展开更多
关键词 Ni-SiC纳米镀层 耐磨性能预测 GA算法 BP神经网络 摩擦磨损
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热作模具钢高温磨损行为及氮化处理对其耐磨性的影响
9
作者 杜勇 郭鲤 叶志飞 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期131-135,共5页
在UMT-3高温摩擦磨损试验机上对4Cr5MoSiV和H13这2种热作模具钢的高温摩擦磨损特征进行了研究,通过X射线衍射仪(XRD)、三维光学轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜等手段对磨损表面和截面的形貌特征及物相进行分析。结果表明:与传... 在UMT-3高温摩擦磨损试验机上对4Cr5MoSiV和H13这2种热作模具钢的高温摩擦磨损特征进行了研究,通过X射线衍射仪(XRD)、三维光学轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜等手段对磨损表面和截面的形貌特征及物相进行分析。结果表明:与传统H13钢相比,4Cr5MoSiV的摩擦系数低,润滑性好,耐磨性好。4Cr5MoSiV和H13这2种热作模具钢经氮化处理后的摩擦系数小于未氮化处理的,分别降低7.7%和5.9%,耐磨性分别提高了10.2%和23.0%;氮化处理后的金相组织比未氮化处理的金相组织晶界更清晰,晶粒更粗化,显微硬度更高,4Cr5MoSiV和H13钢氮化处理比未氮化处理分别提高了108%和105%。未氮化处理2种热作模具钢,疲劳与严重氧化磨损为其主要磨损机制;氮化处理的4Cr5MoSiV在试验温度区间发生轻微氧化磨损及微小磨粒为其主要磨损机制,氮化处理的H13钢主要磨损机制为氧化磨损与磨粒磨损。 展开更多
关键词 热作模具钢 高温磨损 氮化处理 氧化层 耐磨性
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高速滚动轴承耐磨性提升技术进展
10
作者 马芳 曹娜娜 +1 位作者 张静静 于庆杰 《航空发动机》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
滚动轴承是航空航天、高速轨道交通、高端装备制造等领域的核心基础部件。为了有效提升高速滚动轴承的可靠性和使用寿命,综述了高速滚动轴承耐磨性研究技术现状。梳理了滚动轴承的典型磨损失效案例及其关键诱因,概述了轴承磨损失效机理... 滚动轴承是航空航天、高速轨道交通、高端装备制造等领域的核心基础部件。为了有效提升高速滚动轴承的可靠性和使用寿命,综述了高速滚动轴承耐磨性研究技术现状。梳理了滚动轴承的典型磨损失效案例及其关键诱因,概述了轴承磨损失效机理。从轴承材料、表面改性技术、结构设计优化、精密加工工艺、试验状态监控5方面系统分析了滚动轴承耐磨性提升的研究进展及存在的问题。结果表明:在第3代轴承材料应用、表面改性细化处理、轴承磨损失效预测评估模型、表面粗糙度及保持架精度控制等方面进一步研究可提升轴承耐磨性。针对未来超高性能轴承技术需求,在轴承材料及复合材料宏微观尺度磨损机理研究、基于数字孪生和智能传感的预测系统构建、自适应智能化材料开发以及表面复合改性技术开发4方面展望了发展趋势,旨在为推动高端轴承国产化及实现性能提升提供技术突破方向参考。 展开更多
关键词 高速滚动轴承 耐磨性 材料应用 失效机理 表面改性 结构设计优化
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表面机械滚压对7075铝合金组织和耐磨性能的影响
11
作者 连俊茂 黄良顺 +3 位作者 陈军源 黄徐琦 张长清 黄海 《机械工程材料》 北大核心 2026年第2期73-79,98,共8页
对7075铝合金分别进行一道次、三道次、五道次表面机械滚压处理(SMRT),研究了SMRT对合金显微组织、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明:SMRT后,试验合金的表层发生塑性变形且晶粒发生细化,表层形成了由表及里晶粒尺寸增大的梯度结构;... 对7075铝合金分别进行一道次、三道次、五道次表面机械滚压处理(SMRT),研究了SMRT对合金显微组织、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明:SMRT后,试验合金的表层发生塑性变形且晶粒发生细化,表层形成了由表及里晶粒尺寸增大的梯度结构;表面显微硬度升高,且表层硬度随深度增加呈逐渐降低的梯度分布;平均摩擦因数和磨损率降低,耐磨性能提高。随着滚压道次增加,试验合金的变形层厚度增加,表面晶粒尺寸减小,显微硬度升高,平均摩擦因数和磨损率下降,耐磨性能提升。SMRT后,合金的主要磨损机制由SMRT前的磨粒磨损转变为疲劳磨损和磨粒磨损的复合形式,随着滚压道次增加,磨粒磨损程度减小,氧化磨损程度增大。 展开更多
关键词 铝合金 表面机械滚压处理 显微硬度 微观结构 耐磨性能 磨损机制
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电沉积参数调控对银/石墨烯复合镀层耐腐蚀与耐磨性能的作用
12
作者 徐文丽 黄朝志 +3 位作者 任康乐 乔亚霞 赵翰学 丁运虎 《表面技术》 北大核心 2026年第6期63-78,136,共17页
目的针对纯银镀层因硬度低、耐磨性差而易受热损伤的问题,通过引入石墨烯作为增强相,结合电沉积技术,在不同工艺条件下制备银/石墨烯复合镀层,系统分析工艺参数对其抗腐蚀与耐磨性能的影响。方法通过电沉积在基体表面制备银/石墨烯复合... 目的针对纯银镀层因硬度低、耐磨性差而易受热损伤的问题,通过引入石墨烯作为增强相,结合电沉积技术,在不同工艺条件下制备银/石墨烯复合镀层,系统分析工艺参数对其抗腐蚀与耐磨性能的影响。方法通过电沉积在基体表面制备银/石墨烯复合镀层,实现石墨烯对银镀层的性能增强。先采用单因素实验,考察搅拌速率、石墨烯浓度、电流密度对镀层结构、成分及性能的影响,以微观形貌、元素含量、耐蚀性和耐磨性为评价标准,初步优化参数范围并确定工艺窗口;再通过分式析因设计结合响应曲面法,剖析各参数间的交互影响规律,最终确定最佳工艺条件。结果电镀液温度维持25℃时,通过单因素实验研究银/石墨烯复合镀层制备工艺:设定石墨烯浓度0.1~0.8 g/L、搅拌速率100~600 r/min、电流密度0.5~4 A/dm^(2),探索最优工艺点。石墨烯浓度、搅拌速率、电流密度这三项关键参数,通过调控镀层碳含量及表面结构决定其耐蚀性与耐磨性。经分式析因与响应面分析发现,各参数间存在显著交互作用,对镀层性能的影响程度为:石墨烯浓度>搅拌速率>电流密度。结论当石墨烯浓度控制在0.2~0.5 g/L、电流密度为1~2.8 A/dm^(2)、搅拌速率维持在200~350 r/min时,所制备的银/石墨烯复合镀层展现出优异的耐腐蚀与耐磨性能。 展开更多
关键词 银/石墨烯复合镀层 电沉积 单因素实验法 分式析因设计结合响应面法 微观形貌 元素含量 耐蚀性 耐磨性
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Nb微合金化对中碳耐磨钢组织及耐磨性能的影响 被引量：1
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作者 李豪 柳翊 +2 位作者 安俊超 郝俊辉 张伟 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期142-146,共5页
研究了盾构机盘形滚刀刀圈材料合金成分设计和热处理工艺优化,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析了刀圈的铸态、热处理态组织及摩擦磨损形貌,利用摩擦磨损设备进行了耐磨性能实验。结果表明:随着Nb元素的添加,铸态组织凝固偏析减少... 研究了盾构机盘形滚刀刀圈材料合金成分设计和热处理工艺优化,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析了刀圈的铸态、热处理态组织及摩擦磨损形貌,利用摩擦磨损设备进行了耐磨性能实验。结果表明:随着Nb元素的添加,铸态组织凝固偏析减少,组织明显细化;热处理后组织晶粒细化均匀,偏析现象基本消除;不含Nb的试样摩擦磨损形貌以犁沟磨损为主;含0.01wt%~0.02wt%Nb的试样摩擦磨损形貌以粘着磨损为主;含0.04wt%~0.05wt%Nb的试样摩擦磨损形貌既有犁沟磨损,又存在粘着磨损,其摩擦磨损后磨损量和深度尺寸变化均最少,其耐磨性能相对较好。 展开更多
关键词 耐磨钢 热处理工艺 组织形貌 摩擦磨损形貌 耐磨性能
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Q345钢表面激光熔覆高熵合金涂层及其耐蚀耐磨性能研究 被引量：1
14
作者 付娅琦 杨林 +2 位作者 孟伟娜 罗芷晴 安熙偌 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第9期54-60,共7页
为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和... 为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和耐磨性能。结果表明:x值会对激光熔覆涂层的物相组成和显微形貌造成明显影响,x=0.8时激光熔覆涂层中Al_(2)O_(3)相和TiC相细小且分布均匀,x=1.2时激光熔覆涂层中会出现σ(Fe_(3)Mo)相。Q345钢基体表面激光熔覆涂层的硬度明显高于Q345钢基体,x=1.2时激光熔覆涂层的平均显微硬度最大(1167.6 HV);摩擦系数、磨痕宽度-深度和磨损率的测试结果表明x=0.8时激光熔覆涂层具有最小的平均摩擦系数、磨痕深度和磨损率。极化曲线和电化学阻抗谱的测试结果保持一致,即激光熔覆涂层的耐蚀性从高至低顺序为:x=0.8>x=1.2>x=0.4>x=0>x=1.6>基体,激光熔覆涂层的耐蚀性都优于Q345钢基体。x=0.8时Q345钢基体表面激光熔覆涂层具有最佳的耐蚀性和耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金涂层 x值 显微组织 耐蚀和耐磨性能
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强流脉冲电子束表面改性TA15钛合金的组织结构和耐磨性能研究
15
作者 陈军 张瑜 +3 位作者 郝胜智 李伟 王轶农 马海涛 《表面技术》 北大核心 2025年第19期29-39,84,共12页
目的提高TA15钛合金的耐磨性能。方法利用强流脉冲电子束(HCPEB)对TA15钛合金进行辐照处理,工作参数包括加速电压(26 kV)、能量密度(4 J/cm^(2))、脉冲宽度(2μs)、辐照次数(1、3、8、15、22次)。利用X射线衍射仪对样品的物相组成进行分... 目的提高TA15钛合金的耐磨性能。方法利用强流脉冲电子束(HCPEB)对TA15钛合金进行辐照处理,工作参数包括加速电压(26 kV)、能量密度(4 J/cm^(2))、脉冲宽度(2μs)、辐照次数(1、3、8、15、22次)。利用X射线衍射仪对样品的物相组成进行分析,利用金相显微镜、扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察样品表面和截面的形貌,利用能谱分析仪分析样品表面元素含量的变化,利用扫描电子显微镜附件电子背散射衍射探头分析样品的位错密度和晶粒尺寸变化,利用数字式显微硬度计测试样品的维氏硬度,利用销盘式可控气氛微型摩擦磨损仪测试样品的耐磨性能。结果TA15钛合金经HCPEB辐照处理后,其改性层中生成了单一α′马氏体相。样品表面出现了熔坑,随着辐照次数的增加,熔坑数量逐渐减少,粗糙度逐渐下降。经辐照处理后,晶粒明显细化,经过15次辐照处理,平均晶粒尺寸由原始样品的1.5μm降至0.8μm,晶粒尺寸范围由原始样品的0.2~9.1μm降至0.2~4.7μm。随着辐照次数的增加,位错密度均不同程度地提高,平均硬度降低。TA15钛合金的磨损机制为磨粒磨损,经HCPEB处理后,样品的平均摩擦因数和磨损体积均减小,其中经15次辐照处理的样品的摩擦因数相较于原始样品的摩擦因数降低了约37%,其磨损体积减小了约19%。结论通过强流脉冲电子束辐照处理提高了TA15钛合金的耐磨性,经过15次辐照处理的样品的耐磨性相对最佳。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 表面改性 TA15钛合金 晶粒细化 耐磨性能
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TBM隧道岩石耐磨性指数与凿碎比功相关性研究
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作者 张廷雷 陈广森 +1 位作者 李玲 李蓉仑 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第6期64-69,共6页
研究目的:TBM法隧道施工在铁路工程中的应用日益广泛。隧道掘进机的选型与设计须开展岩石耐磨性指数与岩石凿碎比功测试。两者均为岩石坚硬程度的表征,具有一定的相关关系,是隧道TBM法施工工艺参数设计的重要指标,但相关研究较少。本文... 研究目的:TBM法隧道施工在铁路工程中的应用日益广泛。隧道掘进机的选型与设计须开展岩石耐磨性指数与岩石凿碎比功测试。两者均为岩石坚硬程度的表征,具有一定的相关关系,是隧道TBM法施工工艺参数设计的重要指标,但相关研究较少。本文基于某铁路隧道TBM施工工艺设计,开展岩石耐磨性指数与岩石凿碎比功对比试验研究,建立岩石耐磨性指数与凿碎比功的相关关系,指导隧道TBM法工艺设计和施工。研究结论:(1)岩石耐磨性指数A_(b)与岩石凿碎比功a呈线性相关,存在较好相关性;(2)不同岩性,因成岩方式、结晶状态、密实程度、层理结构、均匀程度等性质不同,对岩石耐磨性指数和岩石凿碎比功值的影响程度也不相同,a-A_(b)拟合曲线存在较大差异;(3)单一岩性因物理性质稳定均匀,a-A_(b)拟合曲线的相关性明显好于总a-A_(b)拟合曲线;(4)不同岩性a-A_(b)拟合曲线相关性与岩石均匀性、物理性质的稳定性密切相关,岩石越均匀,物理性质越稳定,则相关关系越好;(5)本研究成果可用于指导TBM隧道掘进机法勘察设计和施工。 展开更多
关键词 耐磨性指数 凿碎比功 TBM法 岩石 试验
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W含量对W-Ni激光熔覆层的微观组织及耐磨性能的影响
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作者 陈国星 张文利 +5 位作者 李科 刘省勇 闫澳 英会强 刘成威 兰司 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期433-440,共8页
磨损是机械部件的主要失效形式,通过表面改性技术,可有效提高部件的耐磨性能,延长部件的使用寿命,降低生产运维成本。该文利用激光熔覆技术在45钢表面制备了10wt.%Ni、30wt.%Ni 2种不同含量的W-Ni合金熔覆层,采用扫描电子显微镜、维氏... 磨损是机械部件的主要失效形式,通过表面改性技术,可有效提高部件的耐磨性能,延长部件的使用寿命,降低生产运维成本。该文利用激光熔覆技术在45钢表面制备了10wt.%Ni、30wt.%Ni 2种不同含量的W-Ni合金熔覆层,采用扫描电子显微镜、维氏硬度计和摩擦磨损试验机等,系统分析激光熔覆层的微观组织、微观硬度和耐磨性能。研究结果表明:激光熔覆层与基体呈冶金结合,结合强度高,熔覆层内存在大量的未熔W颗粒硬质相以及少量的孔洞。相比于基体,熔覆层的微观硬度是其2.96倍,并且在高能激光束的作用下,热影响区内产生细晶强化,使得热影响区内的硬度升高。W-10wt.%Ni熔覆层和W-30wt.%Ni熔覆层的磨损失重远低于基体,约为基体的36.11%和41.67%,表明了激光熔覆层具备更优的耐磨性能。同时,W含量越高,激光熔覆层的耐磨性越好。基体的磨痕呈现出较深的沟槽,而激光熔覆层的磨痕较为平缓,基体的磨痕深度远大于激光熔覆层,激光熔覆层可有效强化基体的耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 W-Ni合金 微观组织 微观硬度 耐磨性能
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钴铬钼基高熵合金薄膜的耐腐蚀性与耐磨性
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作者 王波 戴铭成 +2 位作者 张丽霞 齐艳飞 汤云晖 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1024-1032,共9页
钴铬钼合金在作为人工关节应用于人体时会产生磨粒降低使用寿命以及影响人体健康的金属离子,为了寻找性能更为优异的医用材料,延长人工关节的使用寿命,采用扇形复合靶,通过磁控溅射技术在硅片上制备了钴铬钼基高熵合金薄膜,并对其微观... 钴铬钼合金在作为人工关节应用于人体时会产生磨粒降低使用寿命以及影响人体健康的金属离子,为了寻找性能更为优异的医用材料,延长人工关节的使用寿命,采用扇形复合靶,通过磁控溅射技术在硅片上制备了钴铬钼基高熵合金薄膜,并对其微观结构以及耐腐蚀性和耐磨性进行了深入研究。结果表明:随着组成元素的增加,混合熵与原子半径相对标准差呈增大趋势,混合焓一直处于较低水平,其中七元高熵合金薄膜具有最优的耐磨性和耐腐蚀性。混合熵的增加降低了合金的吉布斯自由能,提高了合金薄膜的化学稳定性,导致更强的非晶倾向、更低的体系自由能,所以合金薄膜表现出更优良的耐腐蚀性、耐磨性以及相关力学性质。另外,添加的Zr、Nb元素有助于减小晶体颗粒尺度,降低表面的粗糙度,从而增强了合金薄膜的耐腐蚀性与耐磨性。该研究可为高熵合金薄膜在人工关节领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 磁控溅射 高熵合金 薄膜 非晶 耐腐蚀性 耐磨性
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强流脉冲电子束改性对45钢耐磨性能的影响
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作者 陈军 未剑豪 +2 位作者 李伟 郝胜智 王轶农 《中国表面工程》 北大核心 2025年第6期219-228,共10页
由45钢制成的零部件,如齿轮、齿条和轴承等耐磨性能差,难以满足严苛的服役条件,为提高45钢材料的耐磨性能,利用强流脉冲电子束(HCPEB)对45钢进行不同脉冲次数辐照处理,工作参数为加速电压26 kV,脉冲宽度2μs,能量密度4 J/cm^(2),脉冲次... 由45钢制成的零部件,如齿轮、齿条和轴承等耐磨性能差,难以满足严苛的服役条件,为提高45钢材料的耐磨性能,利用强流脉冲电子束(HCPEB)对45钢进行不同脉冲次数辐照处理,工作参数为加速电压26 kV,脉冲宽度2μs,能量密度4 J/cm^(2),脉冲次数分别为1、3、8、15。利用LEICA DMi8型金相显微镜和OLYMPUS OLS4000型激光共聚焦显微镜观察辐照前后样品表面形貌和表面粗糙度变化;利用HV-1000Z型数字显微维氏硬度计测量辐照前后样品表面硬度变化;利用扫描电子显微镜附件SYMMETRY2型电子背散射衍射(EBSD)探头分析样品辐照前后的晶粒尺寸分布和晶粒取向变化;利用HSR-2M型高速往复摩擦试验机进行摩擦磨损试验;利用OLYMPUS OLS4000型激光共聚焦显微镜测量辐照前后样品的磨损量;利用XL-640型应力测定仪测试辐照前后样品表面残余应力。结果表明:辐照后表面出现了熔坑形貌,随着脉冲次数的增加,熔坑数量逐渐减少,熔坑尺寸逐渐变大,样品表面粗糙度逐渐增加。辐照后晶粒明显细化,晶粒平均尺寸范围从未辐照样品的1.5~29.5μm变成15次脉冲辐照样品的1.5~9.5μm,晶粒直径0~1.5μm占比从未辐照样品的17.54%增大为15次脉冲辐照样品的92.54%。随着脉冲次数增加,样品表面硬度增加,从未辐照样品的257.9 HV增至15次脉冲辐照样品的371.4 HV。样品的磨损体积、磨痕深度和宽度在8次脉冲时最小,磨损体积相比较未辐照样品减少了约94%。通过强流脉冲电子束技术辐照45钢金属表面,可以提高其表面硬度和表面耐磨性能,满足了45钢零部件在严苛环境下的广泛应用。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束(HCPEB) 表面改性 45钢 耐磨性能
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园林建筑用Q345qDNH钢的表面化学镀与耐蚀耐磨性研究
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作者 张军 李芬芳 +1 位作者 赵雨晨 刘玉峰 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第7期48-53,81,共7页
为了提升园林建筑用钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用化学镀的方法在Q345qDNH钢基体表面制备了不同施镀时间的改性层,研究了施镀时间对钢基体表面镀镍层厚度、形貌、疏水性、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,施镀时间为0.5h时,园林建筑用钢... 为了提升园林建筑用钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用化学镀的方法在Q345qDNH钢基体表面制备了不同施镀时间的改性层,研究了施镀时间对钢基体表面镀镍层厚度、形貌、疏水性、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,施镀时间为0.5h时,园林建筑用钢基体表面镀镍层较薄且不连续;施镀时间达到1.0h及以上时,钢基体表面可形成连续镀镍层,且施镀时间为2.0h时镀镍层(约为7µm)更加致密。随着施镀时间的延长,园林建筑用钢的表面粗糙度和与水的接触角逐渐增大,施镀时间达到1.0h及以上时试样表面呈现出超疏水特性(与水的接触角>150°)。相较于未施镀试样,施镀0.5~2.0h后园林建筑用钢的腐蚀电位正移、腐蚀电流密度减小,磨损体积和比磨损率都有所减小,耐蚀性和耐磨性有所增强,且施镀2.0h时腐蚀电流密度和比磨损率仅分别为未施镀试样的3.67%和5.16%,耐蚀性和耐磨性明显提高。 展开更多
关键词 园林建筑用钢 化学镀 施镀时间 耐蚀 耐磨性
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