宽温域连续润滑镍基材料的机械性能和摩擦学性能研究

发布时间：2023-03-29 19:32

　　由于航空航天、核工程等现代高新技术产业的快速发展,对宽温域内具有高强度和连续润滑功能的材料提出了迫切需求。本论文开展了镍基高强度连续润滑材料的设计、制备和综合性能研究。采用粉末冶金方法制备了几种镍基复合材料,研究了润滑相(MoS₂、Ag)、合金元素(Ta)及其交互作用对材料的组织结构和宽温域范围(室温⁸00℃)内机械性能及摩擦学性能的影响,并揭示不同温度下材料的润滑及断裂机理,主要研究结果如下:研究了添加MoS₂、Ag及Ag/MoS₂复配对NiMoAl合金宽温域内摩擦磨损性能的影响,结果表明:随着温度升高,复合材料的摩擦系数总体上降低,但在400℃时磨损率异常升高,随后降至5×10^-5 mm³/Nm以下。NiMoAl-MoS₂-Ag复合材料具有较低的中高温摩擦系数与磨损率,在800℃时表现出最佳的摩擦学性能(摩擦系数为0.22,磨损率为1.68×10^-5 mm³/Nm),这归因于高温下磨损表...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 固体润滑剂
        1.2.1 层片状固体润滑剂
        1.2.2 软金属固体润滑剂
        1.2.3 氟化物固体润滑剂
        1.2.4 氧化物固体润滑剂
        1.2.5 无机含氧酸盐固体润滑剂
    1.3 高温固体润滑材料
        1.3.1 高温自润滑合金
        1.3.2 陶瓷基高温自润滑复合材料
        1.3.3 金属基高温自润滑复合材料
    1.4 镍基自润滑材料存在的问题
    1.5 镍基自润滑材料的强化机制
        1.5.1 固溶强化
        1.5.2 沉淀强化
        1.5.3 弥散强化
        1.5.4 晶界强化
    1.6 选题依据与研究内容
    1.7 研究方案与技术路线
第2章 试样制备与研究方法
    2.1 试验材料制备
        2.1.1 试验原材料
        2.1.2 高能球磨与真空热压烧结工艺
    2.2 镍基自润滑材料物理性能及宽温域内力学性能检测分析
        2.2.1 密度的测定
        2.2.2 显微硬度的测定
        2.2.3 拉伸性能测试
        2.2.4 压缩性能测试
    2.3 镍基自润滑复合材料的宽温域摩擦学性能分析
    2.4 镍基自润滑复合材料的组织结构分析
        2.4.1 XRD物相分析
        2.4.2 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)
        2.4.3 显微拉曼光谱(Micro-Raman)分析
第3章 添加MoS₂、Ag对 NiMoAl复合材料摩擦学和机械性能的影响
    3.1 NiMoAl复合材料的制备
    3.2 添加MoS₂、Ag对 NiMoAl复合材料的结构及显微组织的影响
    3.3 添加MoS₂、Ag对 NiMoAl复合材料的宽温域摩擦学性能影响
    3.4 NiMoAl复合材料的磨损机制及润滑机理分析
    3.5 配副对偶球的磨损表面形貌
    3.6 添加MoS₂、Ag对 NiMoAl复合材料宽温域机械性能影响
    3.7 NiMoAl复合材料的拉伸断裂机制
    3.8 本章小结
第4章 添加Ta和 Ag对 NiCrMoAl复合材料机械和摩擦学性能的影响
    4.1 试验材料的制备
    4.2 试验结果及分析
        4.2.1 添加Ta和 Ag对 NiCrMoAl复合材料显微组织的影响
        4.2.2 添加Ta和 Ag对 NiCrMoAl复合材料宽温域摩擦学性能影响
        4.2.3 NiCrMoAl复合材料的磨损表面形貌及磨损机理分析
        4.2.4 配副对偶球的磨损表面形貌及分析
        4.2.5 添加Ta和 Ag对 NiCrMoAl复合材料宽温域机械性能的影响
        4.2.6 NiCrMoAl复合材料高温拉伸断裂机理分析
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3774342