中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 黄坤山东科技大学 2022年硕士导师: 宋强；曹怀祥共75页

摘要 : Ni60合金是一种广泛应用于工程领域的合金材料，相较于国外同类牌号Ni基合金具有更高的Fe含量(≤15％)，并广泛应用于冶金、矿山、化工、汽车等领域，但随着各领域技术的发展，对材料的硬度、耐磨蚀性等提出了更高的要求。本课题采用不同制备方式在Ni... 展开 Ni60合金是一种广泛应用于工程领域的合金材料，相较于国外同类牌号Ni基合金具有更高的Fe含量(≤15％)，并广泛应用于冶金、矿山、化工、汽车等领域，但随着各领域技术的发展，对材料的硬度、耐磨蚀性等提出了更高的要求。本课题采用不同制备方式在Ni60中加入TiC强化相，研究了不同成分涂层之间微观组织结构、相组成、硬度、耐磨性的差异及规律性，对涂层的组织性能进行优化，以期获得一种具有优良综合性能的涂层。主要研究结果如下: 首先采用直接添加法制备激光熔覆Ni60+35％TiC+xY2O3(X=0％，1％，3％)复合涂层，涂层主要由FCC（体心立方）结构的Ni基固溶体与TiC强化相组成，随着Y2O3含量的升高，FCC含量有升高的趋势。TiC在熔池中先分解再结合，由大块TiC受热分解为Ti和C元素，之后再重新结合生长，生成细小枝晶状的TiC。Y2O3含量对于涂层中TiC颗粒的尺寸、形貌、元素组成有着很大的影响，Y2O3作为形核剂存在于熔池当中，为TiC颗粒提供形核点，随着Y2O3含量的上升，TiC颗粒明显减小。经纳米压痕测试，TiC颗粒的硬度及弹性模量随着Y2O3含量的增加而上升。另外，涂层的硬度和耐磨性随着Y2O3含量的提高而上升，3％Y2O3涂层平均硬度为1074.73HV0.2，约为未添加Y2O3涂层的1.24倍。TiC均匀分布在涂层表面，因其超高的硬度及与基体良好的结合性阻碍了摩擦过程中表面材料的剥落，COF（摩擦系数）明显降低，提高了涂层的耐磨性。经分析，涂层的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损相结合，随着Y2O3含量的增加，涂层粘着磨损现象逐渐减轻，磨损体积明显下降，3％Y2O3涂层的耐磨性最高，约为未添加Y2O3涂层的1.49倍。进一步制备了Ni60+15％Ti+yGraphene(石墨烯)(x=0.5％、1％、1.5％、3％)涂层，采用原位合成的方式制备了TiC增强Ni基复合涂层。通过对熔覆粉末经过SEM(扫描电子显微镜)观察与拉曼光谱测试，发现石墨烯与Ni基粉末结合紧密，并没有发生团聚的现象，且在熔覆粉末制备过程中，Gr（石墨烯）并没有石墨化，依旧保持着石墨烯优异的物理化学性质，有利于熔覆过程中原位反应的进行。经XRD测试分析，TiC强化相被成功制备，涂层主要由γ-Ni、TiC与TisSi3组成，随着Gr含量的上升，并无新相生成。Gr作为碳源原位生成TiC的过程中.碳含量的改变与Gr良好的散热性改变了熔池反应的时间，影响了TiC的尺度与形貌。涂层的硬度随着Gr含量的提高，先上升后下降，在1.5％Gr时取得了最高的硬度，为1102.43HV0.2，略高于3％Y2O3涂层，约为基体的6.50倍。又着重研究了两种涂层之间耐磨性能的差异，发现随着摩擦载荷的上升，涂层磨损机制由单一的磨粒磨损转变为磨粒磨损与粘着磨损共同作用。同时，在摩擦磨损过程中发生了大量的氧化反应与塑性变形，涂层表面不断的先氧化再剥落，增大了涂层的磨损率。Ni60+Ti+yGr涂层在高载荷磨损中显示出了更好的性能，这是由于Gr在磨损过程中起到了润滑与稳定的作用，其中Ti5Si3强化相也起到了一定积极的作用。收起

关键词 : Ni基合金涂层耐磨性能耐磨性激光熔覆TiC增强

2. 合金铸铁缸套微观组织耐磨性研究及磨损机理分析

[学位论文] 刘文莲大连理工大学 2005年硕士导师: 姚曼;徐久军共71页

摘要 : 目前柴油机缸套的主流材料仍然是合金铸铁,主要是由于其耐磨性好、成本低,性价比高,加工工艺性好等.合金铸铁缸套中的硬质相主要为磷共晶和合金碳化物、氮化物等.关于缸套耐磨机理研究目前主要采用模拟磨损试验的方法,这些方法尽管可以有效地评价缸套... 展开目前柴油机缸套的主流材料仍然是合金铸铁,主要是由于其耐磨性好、成本低,性价比高,加工工艺性好等.合金铸铁缸套中的硬质相主要为磷共晶和合金碳化物、氮化物等.关于缸套耐磨机理研究目前主要采用模拟磨损试验的方法,这些方法尽管可以有效地评价缸套材料的相对耐磨性,但是不能有效地揭示缸套材料各组成相对磨损的贡献,关于合金铸铁的耐磨机理,一般只是用笼统的双滑磨面理论来解释,而对于磨损的动态过程,人们并不是很清楚.特别是近年来对柴油机的要求是提高功率、降低排放污染,同时对缸套的耐磨性也提出了更加严格的要求,多元合金化及复合碳化物弥散强化成为高品质缸套的发展趋势.本文采用有限元模拟与试验相结合的方法,对合金铸铁的耐磨机理在双滑磨面理论基础上做进一步的研究.揭示了合金铸铁中的各微观组织在摩擦副中的作用,为缸套材料的成分设计提供理论指导.通过对合金缸套中含硬质相与不含硬质相两种基体组织在法向加压和往复位移载荷作用下计算和三种缸套的磨损试验得到如下结果:1得到含硬质相和不含硬质相两种基体组织与活塞环对磨的动态的过程:包括应力的变化动态过程、表面形貌的动态的变化过程和塑性应变的动态变化过程,使人们对缸套-活塞环的摩擦副工作过程中的微观组织变化过程有直观的了解,且基体材料弹性模量越高,强度越高耐磨性越好.2基体中硬质相的存在对缸套的耐磨性有如下影响:阻止了基体组织的塑性区域的扩展,造成了塑性区域的不连续性,从而使位错滑移受到阻碍,阻止了基体的塑性流动,这是合金缸套耐磨的最主要的原因;另外硬质相的存在使基体局部应力集中,因而增加了局部粘着的可能性,使得基体局部容易破坏,这是对耐磨性不利的一个方面,但同时促成了双滑磨面的产生.3三种合金缸套的磨损试验证明了含有硬质相的BNb缸套和Nb缸套的耐磨性好于不含硬质相的F缸套,这与计算的结果相同. 收起

关键词 : 硬质相耐磨性有限元

3. 不同配方快速镍的性能对比及刷镀修复曲轴的研究

[学位论文] 包春江沈阳农业大学 1997年硕士导师: 高安林共63页

摘要 : 该文详细介绍了电净液、活化液、特殊镍、快速镍的配方及其性能,为刷镀修复曲轴打下物质基础.对三种配方快速镍进行了一系列单因子性能试验和正交试验,并对镀层进行结合强度试验和金相观察,对试验结果进行了处理和分析,得到最佳参数组合,为刷镀修复曲... 展开

关键词 : 曲轴刷镀耐磨性快速镍

4. 双层"金属贴布"钢表面硬化

[学位论文] 郑树新北京有色金属研究总院 1999年硕士导师: 楚建新;林晨光共55页

摘要 : 该文研究为克服单层金属"贴布"收缩率大,难以用此技术在曲面钢表面制备涂层的缺点,经过文献调研及探索试验,选择进行了双层属"贴布"的方法在钢表面制备硬质耐靡层的研究.在以前单层"布"成分及烧结工艺基础上,该研究选择WC-Ni-Fe-Co系涂层合金,采用整体... 展开

关键词 : 金属" 贴布" 涂层烧结耐磨性

5. 中锰奥氏体基耐磨钢的研究

[学位论文] 孔君华武汉科技大学 1999年硕士导师: 陈大凯共48页

摘要 : 该文对中锰奥氏体基耐磨钢的成分进行了合理的设计,并选择合适的水韧处理工艺来获得一种介稳的单相奥氏体组织,在此组织基础上进行不同的等温热处理工艺,以提高基体的初始硬度,又不恶化其冲击韧性,再通过与高锰钢(Mn13)在同等工况条件下进行耐磨性模拟... 展开

关键词 : 中锰钢热处理耐磨性

6. 新型搪瓷耐磨性能检测方法的研究

[学位论文] 龚苗东华大学 2017年硕士导师: 舒文晓;蒋伟忠共66页

摘要 : 当前国内搪瓷行业对各种搪瓷制品的耐磨性检测主要采用定性的方法来判定其耐磨性指标的好坏，存在一定不足。如能研究出搪瓷产品一种新的耐磨性能检测方法比较正确地评价搪瓷产品表面耐磨性能的优劣，对搪瓷行业有着非常积极的意义。本课题拟根... 展开当前国内搪瓷行业对各种搪瓷制品的耐磨性检测主要采用定性的方法来判定其耐磨性指标的好坏，存在一定不足。如能研究出搪瓷产品一种新的耐磨性能检测方法比较正确地评价搪瓷产品表面耐磨性能的优劣，对搪瓷行业有着非常积极的意义。本课题拟根据 GB/T3810.7-2006《陶瓷砖试验方法第7部分：有釉砖表面耐磨性的测定》中的原理，利用陶瓷砖釉面耐磨性能实验仪，采用不同磨料、不同时间对搪瓷产品分别进行定量测试，从而衡量搪瓷产品的耐磨性能，以寻求制定新的搪瓷耐磨测量方法的标准。根据我国现有的搪瓷产品的种类，收集具有代表性的四种不同搪瓷样板进行分类并做耐磨性实验，采用恒重法对搪瓷样板进行定量分析，同时采用影像测试仪及光泽仪进行分析，从而评价搪瓷样板的耐磨性能。研究结果表明，不同的磨料、不同的研磨时间都会产生不同的磨耗量，因此可以控制磨料的种类、研磨的时间精确地测定出搪瓷的磨耗量，由此可以定量地推算出搪瓷耐磨性能的优劣。研究表明，在同种类型的搪瓷样板、相同研磨时间下，以石英砂磨料作为研磨介质所产生的磨耗量最少，白刚玉磨料次之，碳化硅磨料最大。根据实验的结果，在六种不同的耐磨时间下，以石英砂磨料作为研磨介质所产生的磨耗量随研磨时间的增加总体上呈平缓上升趋势，白刚玉和碳化硅磨料作为研磨介质所产生的磨耗量从整体上来看呈直线上升趋势。但耐磨时间在2min～7min时，上升趋势相对比较平缓；耐磨时间在7min～15min时，呈快速上升趋势；耐磨时间从15min～20min时，磨耗量上升趋势又趋于相对平缓。可以考虑以白刚玉作为研磨介质进行耐磨性测试，研磨时间设定为7min/2100r。四种不同类型的搪瓷样板的耐磨性能情况比较，建筑搪瓷的耐磨性能最佳，其次为热水器搪瓷样板，再次为GGH换热元件搪瓷样板，最差为工业搪瓷样板。收起

关键词 : 搪瓷制品耐磨性能磨耗量检测耐磨性实验恒重法

7. Fe-C-Ta三元系相关系及相关性能的研究

[学位论文] 徐展源湘潭大学 2015年硕士导师: 尹付成共60页

摘要 : 钽与钢中的碳、氮具有极强的亲和力，所形成的碳化物及氮化物相当稳定，对材料的性能有很强的改善作用。粉末冶金高速钢是优异的工具钢材料，在切削工业中应用广泛。在粉末冶金高速钢中加入钽，将会显著提高合金的耐磨性。然而，粉末冶金高速钢中所含... 展开钽与钢中的碳、氮具有极强的亲和力，所形成的碳化物及氮化物相当稳定，对材料的性能有很强的改善作用。粉末冶金高速钢是优异的工具钢材料，在切削工业中应用广泛。在粉末冶金高速钢中加入钽，将会显著提高合金的耐磨性。然而，粉末冶金高速钢中所含合金元素众多，Ta在其中的作用会受到影响。因此，本工作针对Fe-C-Ta三元系，从相图和性能两方面对其进行探索，以期更准确的探究Ta在粉末冶金高速钢中所起的作用，为今后粉末冶金高速钢的发展提供一定的参考依据。采用差热分析（DTA）测定了Fe-C-Ta三元系中Fe-xC-0.1Ta和Fe-xC-0.5Ta两个垂直截面，并选取Fe-2.93C-0.1Ta和Fe-2.31C-0.5Ta两种合金，对其相变过程进行了分析。利用 CALPHAD方法，并结合实验数据对该体系的相关系进行了热力学优化。结果表明，计算结果与实验结果符合较好。该体系富铁角的液相面投影存在四个四相恒温反应：Liquid+bcc? fcc+TaC，Liquid?bcc+Fe2Ta+TaC，Liquid?Fe3C+TaC+fcc，Liquid+Ta2C?TaC+Fe2Ta，反应温度分别为1443.26℃、1413.90℃、1122.42℃及1508.64℃。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及计算机图形处理软件PHOTOSHOP等分析手段对合金的组织及物相进行分析与鉴定，研究了Fe-C-Ta合金组织受成分及热处理工艺的影响规律。发现铸态合金包括TaC和α-Fe两相组织，主要呈网状和针状两种类型。热处理可以消除针状组织，也可以使网状物弥散。随着Ta含量增加，析出物TaC的量增加。初晶TaC很稳定，二次TaC随着热处理温度提高和保温时间增长，先析出，然后消失。此外，为了研究Fe-C-Ta合金的力学性能及高温抗氧化性能，对合金进行了洛氏硬度测试和抗氧化性实验。结果发现：在设定的合金成分范围内，铸态合金的硬度处于31.4~38HRC范围内，经过热处理之后的硬度处于55~65.6HRC。合金的氧化层分为三层，在氧化层中呈网状分布的TaC阻碍O的扩散，有利于抗氧化性能的提高。合金的氧化动力学曲线大致呈现抛物线规律。收起

关键词 : 高速钢三元系耐磨性粉末冶金

8. Ni-P-纳米Al<,2>O<,3>复合镀层结构与性能研究

[学位论文] 李秋菊昆明理工大学 2003年硕士导师: 刘中华共60页

摘要 : 简要介绍了化学复合镀层的应用,详细地分析了化学镀镍磷溶液的组成及其在化学镀中所起的作用和镀液组成及工艺对化学镀镀速和镀层性能的影响,着重研究了化学镀Ni-P合金和化学复合镀Ni-P-纳米Al<,2>O<,3>合金镀层的结构和性能.本实验采用正交实验法优选化学镀工... 展开简要介绍了化学复合镀层的应用,详细地分析了化学镀镍磷溶液的组成及其在化学镀中所起的作用和镀液组成及工艺对化学镀镀速和镀层性能的影响,着重研究了化学镀Ni-P合金和化学复合镀Ni-P-纳米Al<,2>O<,3>合金镀层的结构和性能.本实验采用正交实验法优选化学镀工艺参数,得到最佳工艺参数:NiSO<,4>·6H<,2>O 25g/l,NaH<,2>PO<,2>·H<,2>O 25g/l,C<,3>H<,6>O<,3> 20ml/l,CH<,3>COONa 10g/l,CH<,3>COOH 10ml/l,PH为4~5,温度为80~85℃.次亚磷酸钠是本实验所选用的还原剂.镀液中次亚磷酸根离子浓度增加,增强了次亚磷酸根的还原能力,因而沉积速度加快.当Ni的摩尔比达到0.4左右时,镀速达到最大值.本实验选用次亚磷酸根离子浓度为25g/l.继续提高次亚磷酸根离子的浓度,镀速不会加快,相反,会使镀件表面的镀液浓度与镀液内部的浓度不同,形成浓差极化,导致镀液分解.次亚磷酸钠对镀层性能影响,表现在镀层中的磷含量上.显而易见,镀层中磷含量随次亚磷酸根离子的增大而上升.镀层的结构分析采用了X-射线衍射仪和原子能谱仪.结果表明,镍磷镀层在镀态下是一种介稳定的过饱和合金.通过XRD分析,在磷含量低于3%时,镀层主要为微晶结构,随磷含量的增加,镀层结构为微晶与非晶的混合,当含磷量超过12%后,镀层变为非晶结构.随着磷含量增加,镀层结构变化规律为:微晶→微晶+非晶→非晶.镍磷镀层是介稳态,对镀层进行加热处理后,介稳态就会向平衡态转变.镀层加热后处理,最终转变为Ni<,3>P和Ni平衡相.镀层由非晶或混晶结构转变为晶体结构.而且加热处理后,可消除镀层的氢脆,提高镀层与基体的结合力.由于热处理后Ni-P合金会析出Ni<,3>P硬质相,镀层的显微硬度由镀态的HV300提高到HV900,而复合镀层由于硬质纳米粒子Al<,2>O<,3>的存在显微硬度显著提高,由镀态的HV600提高到HV1050.化学复合镀由于其优异的耐磨性能和耐高温性能,广泛地应用在各个工业领域.随着材料技术的发展和新材料的出现,不断地丰富化学镀液的种类,为化学镀的进一步发展提供广阔的前景. 收起

关键词 : 镀层结构硬度耐磨性耐蚀性

9. H13钢碳化物析出型渗碳（CDC）处理研究

[学位论文] 于忠江东北大学 2003年硕士导师: 郝士明共55页

摘要 : 利用金相和扫描电镜组织观察、X射线衍射分析、硬度与耐磨性测试等方法系统地对H13钢的CDC处理进行了研究.对H13钢在不同温度与碳势下进行了CDC处理,确定了CDC处理的最佳温度和碳势;对CDC处理后的渗层组织进行了研究分析;对渗层的硬度进行了测定;并对... 展开

关键词 : H13钢 CDC处理硬度耐磨性

10. 新型复合变质处理对铸造Cr12钢组织和性能的影响

[学位论文] 魏代斌山东大学 2008年硕士导师: 杨华共49页

摘要 : Cr12冷作模具钢属于高碳高铬类莱氏体钢，这类钢含有较高的C(1.4～2.1％)和大量的Cr(11～13％)。晶界上粗大网状共晶碳化物存在使钢的强度和韧性明显降低，严重缩短了模具使用寿命。因此，破碎沿晶界连续分布的网状碳化物是提高Cr12钢综合性能的有效途... 展开

关键词 : 模具钢 Cr12钢组织耐磨性