鋁合金在干摩擦往復運動條件下的磨損圖

采用掃描電鏡、x光電子能譜、失重法和電化學交流阻抗技術研究了鋁合金7a04在0.6mol/lnacl溶液和0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中干濕周浸后的腐蝕行為和規(guī)律,并測試了3種材料力學性能的變化.研究結果表明,隨試驗時間的延長,鋁合金腐蝕產(chǎn)物不斷增多,腐蝕失重符合指數(shù)規(guī)律c=atn,抗拉強度和延伸率呈下降趨勢;表面腐蝕產(chǎn)物形貌呈塊狀,在0.6mol/lnacl溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁和氯化鋁,而在0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁、氯化鋁和硫酸鋁.電化學交流阻抗譜顯示鋁合金7a04在0.6mol/lnaci+0.02mol/0lnahso3溶液中的腐蝕速率遠大于在0.6mol/lnacl溶液的腐蝕速率,并探討了其腐蝕機理.

對兩種鋅鋁合金za—si和hdza在20號機油潤滑條件下的滑動摩擦特性進行了探討。結果發(fā)現(xiàn):該摩擦—潤滑系統(tǒng)以邊界潤滑為主,且伴隨斷續(xù)、短暫的混合潤滑或彈性流體潤滑;摩擦磨損過程中犁削、輾壓和粘著三個磨損機制在相互作用或共同作用;兩種鋅鋁合金在一定的條件下具有優(yōu)良的耐磨性能和減摩性能。

考察了銅-石墨復合材料和商品zqal9-4鋁青銅材料在干摩擦條件下的室溫摩擦磨損性能,得出了兩者的磨損圖.結果表明:銅-石墨復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩性能;銅-石墨材料的磨損體系可以分為輕微磨損(磨損率小于1×10-4mm3/m)、中等磨損(1×10-4~1×10-3mm3/m)和嚴重磨損(磨損率大于1×10-3mm3/m)3個區(qū)域,而zqal9-4鋁青銅的磨損體系可分為輕微磨損、中等磨損和咬合3個區(qū)域;在載荷小于5n,滑動速度處于0.005~0.05m/s時,銅-石墨復合材料表現(xiàn)出比鋁青銅更優(yōu)異的耐磨性.

測試并確定航空航天材料在復雜高速熱沖擊條件下的強度極限等關鍵參數(shù),對于航空航天材料和結構的可靠性評定、壽命預測以及高速飛行器的安全設計具有重要的意義.針對強度設計手冊中沒有航空航天材料在高速熱沖擊環(huán)境下的強度極限等表征參數(shù)的現(xiàn)狀,使用自行研制的高速飛行器瞬態(tài)氣動熱試驗模擬系統(tǒng),對鋁合金材料2a12在多種不同的瞬態(tài)熱沖擊條件下,進行氣動加熱模擬與熱載聯(lián)合試驗研究,得到在瞬態(tài)熱、力學環(huán)境的共同作用下鋁合金2a12材料的強度極限等力學性能變化狀況.為研究分析航空航天材料和結構在高速熱沖擊環(huán)境下的承載能力和結構減重提供可靠依據(jù).

采用模擬活塞-缸套運動形式的往復式滑動摩擦磨損試驗機對比研究了鋁合金微弧氧化陶瓷層、電鍍硬鉻鍍層及耐磨磷釩銅鑄鐵的摩擦磨損特性;利用掃描電子顯微鏡觀察分析了磨損表面形貌,進而探討了油潤滑條件下微弧氧化陶瓷層的磨損機制及其影響因素.結果表明:鋁合金微弧氧化陶瓷層在油潤滑條件下的耐磨性能顯著優(yōu)于電鍍硬鉻鍍層和磷釩銅鑄鐵;陶瓷層中的微孔有利于改善其在油潤滑條件下的耐磨性能;不同厚度的微弧氧化陶瓷層在穩(wěn)定磨損階段的磨損質(zhì)量損失變化不大.

為了可靠提高鋁制鑄件產(chǎn)品的性能和品質(zhì),基于金屬型鑄造熱交換的特點,通過制定金屬型鑄造工藝規(guī)范、調(diào)整涂料配方等技術方案,控制金屬型的預熱及上下型的溫差、澆注溫度與開模時間等工藝參數(shù),達到了提高金屬型使用壽命和鑄件品質(zhì)的目的.

為了可靠提高鋁制鑄件產(chǎn)品的性能和品質(zhì),基于金屬型鑄造熱交換的特點,通過制定金屬型鑄造工藝規(guī)范、調(diào)整涂料配方等技術方案,控制金屬型的預熱及上下型的溫差、澆注溫度與開模時間等工藝參數(shù),達到了提高金屬型使用壽命和鑄件品質(zhì)的目的。

在油潤滑條件下陶瓷對金屬及金屬對金屬摩擦副摩擦磨損性能的研究

用放電等離子燒結技術制備了2種不同晶粒尺寸(平均晶粒尺寸為0.6μm的細晶氧化鋁和2.0μm的粗晶氧化鋁)的氧化鋁陶瓷。通過往復摩擦磨損實驗研究了2種氧化鋁陶瓷在人工關節(jié)滑液環(huán)境下的摩擦學性能和磨損機制。結果表明:相同的摩擦壓力和時間條件下(60n,30min),細晶粒和粗晶粒氧化鋁陶瓷的平均摩擦系數(shù)分別為0.245和0.250,細晶粒氧化鋁陶瓷耐磨性能優(yōu)于粗晶粒氧化鋁陶瓷,磨損量(20×10–3mm3)僅為粗晶粒樣品的1/2;2種氧化鋁陶瓷磨損機制均為摩擦初期的微裂紋控制的晶粒拔出、脆性斷裂及后期的塑性變形機制。

以工業(yè)純鋁、al-2.5%si合金、al-5%si合金以及al-7%si合金為對象,分別研究了保溫條件下超聲波處理對其凝固組織的影響。結果表明,在保溫條件下,溶質(zhì)si的含量對超聲波處理后鑄錠的凝固組織有直接的影響。在694℃無超聲波處理時,溶質(zhì)si含量大的鑄錠,等軸晶細小且分布均勻;而在相同條件下進行超聲波處理時,隨著溶質(zhì)si含量的增多,等軸晶區(qū)域也隨之增大,由于隨著溶質(zhì)si含量的增多,細小的二次枝晶以及三次枝晶很容易被聲流的攪拌作用所分斷,并且破碎的枝晶隨著這種攪拌作用而被分散到熔體的各處,從而產(chǎn)生了細化效果。另外,由于超聲波的空化作用,對純鋁也有一定的細化效果,但是不如對合金的明顯。

應用熱彈塑性應力應變關系理論,在考慮材料性能參數(shù)隨溫度變化的條件下,運用大型ansys軟件通過有限元法模擬分析了預拉伸應力對5a05鋁合金板材焊接變形的影響。結果表明,采用預拉伸焊接法可以有效控制鋁合金焊件焊縫及近縫區(qū)的縱向撓曲變形。隨著預拉伸應力的增大,其控制變形的效果愈明顯,當預拉伸應力為σp=90%σ0.2時,焊后縱向撓曲變形最大降幅達70.45%。模擬分析結果與實驗測試結果基本吻合。

利用ansys有限元分析軟件,通過apdl語言編程,實現(xiàn)了不同預拉伸應力條件下鋁合金平板對接焊過程中,溫度場及應力場的模擬分析。計算結果表明,預拉伸焊接法可以有效地控制焊接殘余應力,隨著預拉伸應力的增大,其焊后殘余應力值逐漸減小。當預拉伸應力σp從0增加到90%σ0.2時,縱向殘余應力降低了85.6%。模擬分析結果與實驗測試結果基本吻合。

在由塑性成形理論和能量法分別建立的臨界破裂和臨界起皺壓邊力模型基礎上,構建了變壓邊力情況下汽車用鋁合金板的成形窗口,并分析了拉深比、材料參數(shù)和模具參數(shù)對成形窗口的影響規(guī)律。對比實驗表明:在整個有效壓邊力范圍內(nèi),數(shù)學模型構建的成形窗口能夠與實驗相吻合,且鋁合金6111-t4和5052-o的成形窗口明顯小于鋼板st14的。而影響因素分析顯示:隨著拉深比降低、厚向異性系數(shù)(r)增加和凹模圓角半徑(rdp)增大,成形窗口明顯擴大;n值增加,成形窗口雖然有所擴大,但是效果并不明顯。

進行2024-t3鋁合金標準中心裂紋拉伸試件4種典型環(huán)境下的裂紋擴展試驗,以試驗數(shù)據(jù)為基礎,通過對一般環(huán)境下的裂紋擴展模型進行修正,建立腐蝕環(huán)境下的裂紋擴展模型。對試驗結果的分析處理表明,該模型能夠很好描述各種典型腐蝕環(huán)境下裂紋穩(wěn)定擴展階段的裂紋擴展速率,能夠較準確估算裂紋擴展壽命,腐蝕修正系數(shù)清楚地反映腐蝕影響的程度。通過對單一介質(zhì)環(huán)境腐蝕修正系數(shù)的加權組合,模型可以推廣應用于復雜環(huán)境下裂紋擴展分析。該模型便于充分利用現(xiàn)有材料裂紋擴展性能的數(shù)據(jù)。

采用掃描電鏡、x光電子能譜、失重法和電化學交流阻抗技術研究了鋁合金7a04在0.6mol/lnacl溶液和0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中干濕周浸后的腐蝕行為和規(guī)律,并測試了3種材料力學性能的變化。研究結果表明,隨試驗時間的延長,鋁合金腐蝕產(chǎn)物不斷增多,腐蝕失重符合指數(shù)規(guī)律c=atn,抗拉強度和延伸率呈下降趨勢;表面腐蝕產(chǎn)物形貌呈塊狀,在0.6mol/lnacl溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁和氯化鋁,而在0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中腐蝕產(chǎn)物主要為氫氧化鋁、氯化鋁和硫酸鋁。電化學交流阻抗譜顯示鋁合金7a04在0.6mol/lnacl+0.02mol/lnahso3溶液中的腐蝕速率遠大于在0.6mol/lnacl溶液的腐蝕速率,并探討了其腐蝕機理。

http://www.***.*** -1- 鉻含量對腐蝕條件下低碳合金鋼沖擊磨損性能的影響* 杜曉東，孫國棟，丁厚福，王家慶，滿達虎 合肥工業(yè)大學材料科學與工程學院，安徽合肥（230009） e-mail：hfutdxd@126.com 摘要：在模擬工況條件下，對不同鉻含量的新型襯板用低碳合金鋼在腐蝕環(huán)境中的沖擊磨 損性能進行了測試，并利用掃描電鏡和金相顯微鏡對試樣的表面和亞表面形貌進行了觀察， 研究結果表明：在1.2j沖擊功下，隨著鉻含量的增加，低碳合金鋼的失重呈不同程度的下 降。鉻含量為3％的低碳合金鋼的沖擊腐蝕磨損機制為變形疲勞磨損；鉻含量為6％的低碳 合金鋼為：短時間內(nèi)為累積變形引起的材料的淺層剝落，長時間后轉變?yōu)槎啻嗡茏冊斐傻谋?面硬化層的去除；鉻含量為9％的低碳合金鋼為多次塑性變形機理。 關鍵詞：鉻含量；沖擊腐蝕磨損；低碳合金鋼 中圖分類

通過熱強度試驗,測試并確定航空航天材料在復雜高速熱沖擊條件下的強度極限等關鍵參數(shù),對于航空航天材料和結構的可靠性評定、壽命預測以及高速飛行器的安全設計具有重要的意義。針對強度設計手冊中沒有航空航天材料在高速熱沖擊環(huán)境下的強度極限等表征參數(shù)的現(xiàn)狀,使用自行研制的高速飛行器瞬態(tài)氣動熱試驗模擬系統(tǒng),對鋁-鎂合金材料5a06在多種不同的瞬態(tài)熱沖擊條件下,進行氣動加熱模擬與熱載聯(lián)合試驗研究,得到在瞬態(tài)熱、力學環(huán)境的共同作用下鋁-鎂合金5a06材料的強度極限、承載時間等力學性能變化狀況。為研究分析航空航天材料和結構在高速熱沖擊環(huán)境下的承載能力和結構減重提供了可靠依據(jù)。

借助高溫摩擦磨損試驗機研究了合金陶瓷涂層cr3c2/nicr/mo的摩擦學性能,采用邊界潤滑條件,溫度范圍為50-850℃,以復脂油為潤滑劑,添加zndtp添加劑。利用掃描電子顯微鏡,波譜分析儀和x光光電子能譜儀對磨損后的表面進行觀察和分析,結果表明,鉬對在不同溫度下形成各種潤滑物質(zhì)起重要作用,這些物質(zhì)在一定程度上保護了摩擦表面。

通過有限元模擬和實驗,對不同摩擦擠壓過程中鋁合金變形流動行為的機理進行分析,并利用羅德系數(shù)和應力偏量不變量(j2)等特征量進行變形分區(qū)。結果表明:采用積極摩擦可使擠壓時的"死區(qū)"缺陷完全消失,且塑性區(qū)內(nèi)材料的應變類型由3種變?yōu)榫坏睦祛愖兓?顯著地提高了擠壓過程中坯料橫斷面上金屬流速的均勻性,更利于金屬的擠出成形。

減緩鉆頭硬質(zhì)合金柱齒的磨損速度,對提高鉆頭工作效率、延長鉆頭使用壽命、降低鉆進成本等具有重要意義。在利用掃描電子顯微鏡(sem)對鉆頭柱齒詳細觀測的基礎上,提出了風動潛孔錘鉆頭硬質(zhì)合金柱齒新的劣化機理和磨損機理:劣化機理包括混合規(guī)模裂隙的形成、wc顆粒規(guī)模裂隙形成和wc顆粒的氧化和腐蝕;磨損機理包括wc顆粒的破碎和碎片釋放、整體或部分wc顆粒的脫離、碳化物的摩擦化學磨損等。分析了邊齒因回轉線速度大,磨損也增大,wc顆粒的破碎和碎片釋放量增大而磨耗嚴重的機理;因wc顆粒的整體脫離使柱齒產(chǎn)生較大面積的磨損,導致鉆進效率的大幅度降低;給出了鉆頭柱齒必須及時加以修磨的合理使用方法。

采用戶外周期噴淋試驗,研究了2a11鋁合金與q235鋼組成的偶接件在強化自然環(huán)境條件下的腐蝕行為與規(guī)律。結果表明:2a11鋁合金的偶接部位發(fā)生嚴重腐蝕,腐蝕嚴重部位主要在距接觸邊緣5～10mm的范圍內(nèi);鋁合金的腐蝕質(zhì)量損失隨暴露時間的延長而不斷增大;電偶腐蝕和縫隙腐蝕并存是鋁合金偶接部位腐蝕嚴重的主要原因,大氣環(huán)境中沉積的cl-以及海水中的cl-和so42-共同作用,加速了鋁合金的腐蝕。

以紫銅/鉻青銅摩擦副為研究對象模擬受電弓與導線的服役條件,在hst100型銷盤式高速載流試驗機上考察了該材料在動載荷(按正弦規(guī)律加載)條件下受流摩擦磨損性能。結果表明:在動載荷條件下,電流是影響其摩擦磨損性能的重要因素。摩擦系數(shù)、磨損率均隨電流的增大遞增,但隨著電流的進一步增加其增大趨勢減緩;粘著磨損、電弧侵蝕、塑性變形是其主要的磨損形式。