井筒清洗工具与套管的往复滑动摩擦磨损行为研究

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作者 赵玉滢 薛伟海 +3 位作者 高禩洋 郑博文 马汝涛 段德莉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第23期190-203,共14页

目的为了减少井筒清洁时间及成本,针对井筒清洗工具的石油钻井井筒工况,对一体化井筒清洁工具中的刮削块部分,采用激光熔覆涂层表面处理技术提高其耐磨性。方法采用多功能摩擦磨损实验机进行洗井液介质下套管与刮削块间的往复滑动摩擦磨... 目的为了减少井筒清洁时间及成本,针对井筒清洗工具的石油钻井井筒工况,对一体化井筒清洁工具中的刮削块部分,采用激光熔覆涂层表面处理技术提高其耐磨性。方法采用多功能摩擦磨损实验机进行洗井液介质下套管与刮削块间的往复滑动摩擦磨损,通过螺旋测微器、电子天平、轮廓仪和白光干涉三维形貌仪测量套管与刮削块的损失量。采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜表征涂层结构及磨损形貌。结果实验结果表明,刮削块与套管间的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损,最佳的摩擦配副为销试样AISI4330V和板试样Ni55涂层。该配副销试样的质量损失为0.35 g,高度损失为26μm,与未处理的42CrMo板试样对磨后的数值接近,板试样的磨痕深度为12μm,该损失量远小于其他板试样的损失量。其中硬度居中的激光熔覆Ni55涂层在磨损过程中,其亚表层内的碳化物组织破碎为块状颗粒,在摩擦磨损中起到了很好的承载作用。硬度较高的Stellite6涂层组织结合不致密,在摩擦磨损过程中易发生变形和破碎,且亚表层的碳化物组织在磨损的过程中破碎为更细小的颗粒,非但不能很好地抵抗磨损,还可能作为第三体磨粒进一步加剧磨损。结论在针对刮削块表面进行的激光熔覆涂层技术中,激光熔覆Ni55涂层可以作为提高刮削块耐磨性的有效方法。 展开更多

关键词 井筒清洁 刮削块 激光熔覆 摩擦磨损 耐磨性

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Fe基非晶合金涂层的微结构与性能研究 被引量：8

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作者 周正 王鲁 +4 位作者 王富耻 程焕武 张海峰 徐赛华 王一鸣 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期817-821,共5页

利用超音速火焰喷涂（HVOF）技术，在Cr18Ni9Ti不锈钢基体上成功制备了Fe基非晶合金涂层．并对涂层的微观组织结构、热稳定性和耐腐蚀性能等进行了研究．结果表明，涂层具有较高的非晶相含量，呈典型的层状分布，组织均匀致密；在非晶... 利用超音速火焰喷涂（HVOF）技术，在Cr18Ni9Ti不锈钢基体上成功制备了Fe基非晶合金涂层．并对涂层的微观组织结构、热稳定性和耐腐蚀性能等进行了研究．结果表明，涂层具有较高的非晶相含量，呈典型的层状分布，组织均匀致密；在非晶基体相中弥散分布有少量团簇状和枝晶状的α—Fe固溶体析出相，其晶粒尺寸约为50～500nm涂层具有较高的热稳定性，在879K以下使用不会发生晶化过程；涂层在质量分数为3．5％NaCl水溶液中存在明显的钝化现象，有较宽的钝化区间和较高的过钝化电位，呈现出优异的抗氯离字点蚀能力． 展开更多

关键词 FE基非晶合金 超音速火焰喷涂 微结构 热稳定性 耐腐蚀性

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新型医用无镍不锈钢性能研究 被引量：14

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作者 任伊宾 杨柯 +1 位作者 张炳春 梁勇 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期2351-2354,共4页

医用植入不锈钢由于其优良的性能广泛应用于医疗领域,其中含有的镍元素由于腐蚀溶出除了对人体产生过敏反应外,还存在致畸、致癌的危害性.医用无镍不锈钢的研究和开发将会避免镍的危害,大大提高生物植入材料的长期使用安全性.本文总结... 医用植入不锈钢由于其优良的性能广泛应用于医疗领域,其中含有的镍元素由于腐蚀溶出除了对人体产生过敏反应外,还存在致畸、致癌的危害性.医用无镍不锈钢的研究和开发将会避免镍的危害,大大提高生物植入材料的长期使用安全性.本文总结了国内外医用无镍不锈钢的研究进展,并开展了新型医用无镍不锈钢(bioss4合金)的研究工作.与传统使用的医用316L不锈钢相比,新型医用无镍不锈钢具有更好的强韧性配合,优良的耐蚀性和生物学相容性,这种优势将为其提供了广阔的应用前景. 展开更多

关键词 生物材料 无镍不锈钢

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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

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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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钒电池正极电解液的表面性质研究 被引量：1

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作者 许维国 秦野 +2 位作者 李享容 刘建国 严川伟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2214-2216,共3页

在（283.15~308.15±0.05）K温度范围内,利用最大气泡法测定了不同浓度的硫酸氧钒水溶液的表面张力,结果表明表面张力随温度增高而降低,随浓度增加而增大,由此得到表面熵是正值并且随浓度增加而增大。利用Gibbs吸附方程计算得到的... 在（283.15~308.15±0.05）K温度范围内,利用最大气泡法测定了不同浓度的硫酸氧钒水溶液的表面张力,结果表明表面张力随温度增高而降低,随浓度增加而增大,由此得到表面熵是正值并且随浓度增加而增大。利用Gibbs吸附方程计算得到的溶液表面超量是负值,说明溶液表面发生了负吸附。溶液表面超量的绝对值也随浓度增大而增大,随温度升高而减小。表面能也是随溶液浓度增加而增大,温度增高而减小,这就意味着表面能是产生VOSO4水溶液表面负吸附的推动力。 展开更多

关键词 钒电池 表面张力 表面能 负吸附 溶液表面超量

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油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展 被引量：10

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作者 韦博鑫 许进 +5 位作者 高立群 覃清钰 付琦 于长坤 孙成 王振尧 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期30-44,共15页

结合国内外埋地管线钢微生物腐蚀的研究,综述了腐蚀性土壤微生物种类和特点、环境因素对硫酸盐还原菌腐蚀的影响、生物腐蚀研究方法和进展,以及微生物腐蚀防护与监检测技术。最后,对埋地管线钢微生物腐蚀研究进行了展望。埋地管线钢服... 结合国内外埋地管线钢微生物腐蚀的研究,综述了腐蚀性土壤微生物种类和特点、环境因素对硫酸盐还原菌腐蚀的影响、生物腐蚀研究方法和进展,以及微生物腐蚀防护与监检测技术。最后,对埋地管线钢微生物腐蚀研究进行了展望。埋地管线钢服役环境复杂,受到土壤类型、杂散电流、阴极保护、应力、剥离涂层和微生物等多种因素的影响,而各种因素之间又存在着相互的耦合作用。多因素耦合作用下埋地管线钢微生物腐蚀将成为土壤微生物腐蚀今后的主要研究方向。土壤微生物腐蚀研究涉及土壤学、材料学、腐蚀科学和微生物学等多学科,是一个多学科交叉的研究课题,而化学和电化学分析技术、微生物分析技术以及材料表征技术等的联用也将为土壤微生物腐蚀行为和机制的研究提供更多的研究方法,这也有助于更好地理解微生物/材料之间的相互作用机制。随着对微生物腐蚀研究的深入,人们对硫酸盐还原菌腐蚀机理的认识也更加全面,“生物阴极催化还原”理论从生物能量学和生物电化学角度解释了微生物腐蚀的过程和机理。抗菌涂层开发和耐微生物腐蚀管线钢研发为MIC防治提供了一个新的研究路径。 展开更多

关键词 埋地管线钢 土壤腐蚀 微生物腐蚀 硫酸盐还原菌 材料因素 腐蚀机理

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炭材料在全钒氧化还原液流电池中的电化学活性 被引量：7

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作者 魏冠杰 范新庄 +1 位作者 刘建国 严川伟 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期272-279,共8页

炭材料在全钒氧化还原液流电池(钒电池)中主要用作电极。由于传统炭材料对钒电对氧化还原反应的电化学活性较差,因此,对以石墨毡为代表的炭材料电化学活性研究成为钒电池电极研究的重要组成部分。研究从石墨毡电极改性和炭材料作为催化... 炭材料在全钒氧化还原液流电池(钒电池)中主要用作电极。由于传统炭材料对钒电对氧化还原反应的电化学活性较差,因此,对以石墨毡为代表的炭材料电化学活性研究成为钒电池电极研究的重要组成部分。研究从石墨毡电极改性和炭材料作为催化剂应用两方面详述炭材料在钒电池中的电化学活性研究现状,先介绍含氧官能团和含氮官能团对钒电对氧化还原反应的电催化作用,回顾碳纳米管和石墨烯两类新型炭材料在钒电池中的应用。对炭材料电化学活性的今后研究工作进行展望,通过对炭材料性构关系的全面了解和对碳电极上的钒电对电化学反应过程动力学的深入研究,才能为炭材料在钒电池中的实际应用奠定扎实的理论和应用基础。 展开更多

关键词 全钒氧化还原液流电池 炭材料 电极 石墨毡 电化学活性

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Zr基非晶合金准静态压缩下的多重剪切带行为 被引量：3

8

作者 刘娜 才鸿年 +4 位作者 王鲁 邵长星 张海峰 王富耻 兰山 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期916-920,共5页

利用IUTM和SEM研究了Zr-Ti-Ni-Cu块状非晶合金的准静态单轴压缩变形和断裂行为.研究表明:该合金的室温压缩变形过程主要表现为弹性和塑性变形,塑性变形阶段没有加工硬化现象.在准静态压缩条件下Zr基非晶合金表现出多重剪切效应,提高了塑... 利用IUTM和SEM研究了Zr-Ti-Ni-Cu块状非晶合金的准静态单轴压缩变形和断裂行为.研究表明:该合金的室温压缩变形过程主要表现为弹性和塑性变形,塑性变形阶段没有加工硬化现象.在准静态压缩条件下Zr基非晶合金表现出多重剪切效应,提高了塑性.微观研究证明,剪切带的滑移分枝与相互交叉是非晶合金塑性提高的主要机制.沿着剪切带发现了微空洞和微裂纹,剪切带的形成与自由体积的合并有关.塑性变形过程中形成脉纹状断口形貌,受力状态的不同脉状花纹表现为不同的形式. 展开更多

关键词 非晶合金 压缩性能 塑性 剪切带

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三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料动态变形特征 被引量：2

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作者 刘娜 才鸿年 +4 位作者 王鲁 兰山 张海峰 王爱民 邵长星 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期77-81,共5页

利用分离式霍普金森压杆装置,对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,采用扫描电子显微镜研究复合材料的动态变形特征和断口形貌.结果表明:复合材料的动态压缩强度随着打击速度的增加而增加;试样发生... 利用分离式霍普金森压杆装置,对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,采用扫描电子显微镜研究复合材料的动态变形特征和断口形貌.结果表明:复合材料的动态压缩强度随着打击速度的增加而增加;试样发生劈裂和剪切断裂,陶瓷相断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂,非晶合金发生粘性流动,断口形貌复杂多样.在应变率>104s-1的冲击载荷下,非晶相表现为软化后的多重脊状条带.复合材料断口上大量的非晶球形液滴及非晶软化条带的发现表明,绝热温升在非晶变形与断裂过程中起重要作用. 展开更多

关键词 三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料 动态压缩 高能冲击 动态变形

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工业纯α－Ti氢处理产生的微观缺陷及其作用 被引量：1

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作者 康强 赖祖涵 +2 位作者 张彩碚 邓文 熊良钺 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 1995年第2期89-92,共4页

用正电子湮没、ＴＥＭ和金相方法研究了不同程度氢处理的工业纯α－Ｔｉ产生的微观缺陷及其作用。实验结果表明：渗氢后材料内缺陷数量远大于除氢后材料内的缺陷数量，当渗氢量为０．５８％时，渗氢后材料内的缺陷主要是位错；随氢含量... 用正电子湮没、ＴＥＭ和金相方法研究了不同程度氢处理的工业纯α－Ｔｉ产生的微观缺陷及其作用。实验结果表明：渗氢后材料内缺陷数量远大于除氢后材料内的缺陷数量，当渗氢量为０．５８％时，渗氢后材料内的缺陷主要是位错；随氢含量增加，单空位的数量也随之增加；当氢含量达２．１１％时，其缺陷主要是单空位，或者是其自由体积相当于单空位的点缺陷（如晶界、相界上存在的严重畸变区）。ＴＥＭ和金相观察表明，渗氢后位错存在于α－Ｔｉ基体中。除氢后晶粒明显细化。适当的渗氢量引进的微观缺陷，在除氢后可使晶粒细化而且等轴性高。 展开更多

关键词 正电子湮没 渗氢 钛 全相 缺陷

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磨屑对TC4钛合金微动磨损行为的影响 被引量：14

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作者 王剑飞 薛伟海 +3 位作者 高禩洋 赵智超 段德莉 李曙 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1012-1023,共12页

通过在微动循环一定周次后清除磨屑和制备表面织构储存磨屑,研究磨屑对TC4钛合金微动磨损行为的影响.结果表明:与以往认识不同,清除磨屑会导致摩擦系数和系统形变量随周次的变化曲线出现突降,最大降幅分别可达63%和41%,微动循环图也相... 通过在微动循环一定周次后清除磨屑和制备表面织构储存磨屑,研究磨屑对TC4钛合金微动磨损行为的影响.结果表明:与以往认识不同,清除磨屑会导致摩擦系数和系统形变量随周次的变化曲线出现突降,最大降幅分别可达63%和41%,微动循环图也相应发生改变.循环一定周次后,磨屑的产生和排出重新达到平衡,摩擦系数与系统形变量又恢复到清除磨屑之前的水平.当在TC4钛合金表面制备垂直于微动方向的沟槽状表面织构后,大量的磨屑被沟槽束缚在接触区域,造成接触面之间磨屑较多,进而导致摩擦系数和系统形变量比无织构时更大,最大增幅分别可达21%和47%.收集磨屑后用扫描电子显微镜观察,发现磨屑呈松散的颗粒状,尺寸集中在0.2~1.5μm,并且多数呈现团聚状. 展开更多

关键词 钛合金 微动磨损 磨屑 表面织构 沟槽状织构 系统形变量

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稀土对GCr15轴承钢滚动接触疲劳中微点蚀的影响 被引量：9

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作者 李林龙 吴彼 +3 位作者 薛伟海 高禩洋 段德莉 李曙 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期995-1005,共11页

机床轴承的服役性能与各部件间的摩擦学行为紧密相关,微点蚀是轴承发生精度寿命失效时在滚道表面出现的典型损伤.本文中采用球棒试验研究了油润滑时不同接触疲劳循环周次下稀土/普通GCr15轴承钢的滚动摩擦学行为.结果表明:不管是稀土GC... 机床轴承的服役性能与各部件间的摩擦学行为紧密相关,微点蚀是轴承发生精度寿命失效时在滚道表面出现的典型损伤.本文中采用球棒试验研究了油润滑时不同接触疲劳循环周次下稀土/普通GCr15轴承钢的滚动摩擦学行为.结果表明:不管是稀土GCr15轴承钢还是普通GCr15轴承钢,微点蚀的数量随着接触疲劳循环周次的增加而增加;不同的是,稀土GCr15轴承钢的微点蚀不仅浅而且较小较圆,普通GCr15轴承钢的微点蚀不仅深而且容易成片出现.开展的轴承台架试验也发现稀土轴承和普通轴承存在同样的微点蚀行为差别.从轴承钢的组织结构和碳化物方面讨论了稀土对微点蚀的影响,添加稀土使GCr15轴承钢中碳化物均匀地分布在基体中,有效地减少了液析碳化物的析出和大量网状碳化物的出现,从而降低了GCr15轴承钢在滚动接触疲劳中微点蚀的产生. 展开更多

关键词 微点蚀 GCR15轴承钢 稀土 磨损机制 滚动接触疲劳

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表面织构下钛合金不同周次的微动磨损行为 被引量：4

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作者 王剑飞 薛伟海 +2 位作者 高禩洋 段德莉 李曙 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期73-83,共11页

在航空发动机中,钛合金零部件的微动磨损不可避免。表面织构能在一定程度上减缓微动磨损,然而目前对表面织构下钛合金不同周次微动磨损行为的认识尚有不足。在TC4钛合金表面通过激光加工制备不同方向的沟槽状表面织构,随后进行不同周次... 在航空发动机中,钛合金零部件的微动磨损不可避免。表面织构能在一定程度上减缓微动磨损,然而目前对表面织构下钛合金不同周次微动磨损行为的认识尚有不足。在TC4钛合金表面通过激光加工制备不同方向的沟槽状表面织构,随后进行不同周次的微动磨损试验。试验结果表明,在磨损的初期,有垂直方向表面织构的样品微动循环图更“瘦长”;随着磨损的进行,磨屑的分布状态发生了改变,其微动循环图变的和平行织构的样品以及无织构的样品相同。整个磨损过程随微动周次增加,分为黏着阶段和稳定阶段,垂直织构的样品上,黏着阶段又可被细分为黏着区域分散的阶段和黏着区域成片的阶段。随周次增加,磨屑的演变是由大块的磨屑层经不断被碾碎、氧化,转换成小块的磨屑,并且最终转换成细小的颗粒磨屑,被排出到磨损区域之外。研究结果对认识微动磨损行为中不同周次下表面织构的作用及磨屑的演化具有一定理论意义。 展开更多

关键词 钛合金 微动磨损 表面织构 磨损过程 激光加工 磨屑

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