固态颗粒对TC4合金磨损行为及机制的影响

发布时间：2017-04-01 23:18

  本文关键词：固态颗粒对TC4合金磨损行为及机制的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钛合金因其优异的耐腐蚀性、耐热性、高强度等特点而被广泛应用于各种工业领域,但是其差的耐磨性严重阻碍了在某些领域中的应用,提高耐磨性是扩展其应用的关键。本文采用在TC4合金/GCr15钢摩擦界面添加不同的固体颗粒来提高钛合金的耐磨性,研究了颗粒相对TC4合金的摩擦磨损行为的影响,采用SEM、EDS和XRD等微观分析手段对磨面、剖面形貌、成分和结构进行了全面的观察和测试,研究了摩擦层的形成以及摩擦层对TC4合金的摩擦擦磨损性能的影响规律,并探讨了磨损机制。结果表明,在TC4合金/GCr15钢摩擦界面上添加不同的颗粒相对TC4合金的磨损行为和性能有显著的影响。不添加、添加MoS2和添加MoS2+20%Fe2O3时,TC4合金磨损量均随着载荷的升高线性增加。添加MoS2+50%Fe2O3、MoS2+80%Fe2O3和Fe2O3颗粒相时,在载荷为10-40N时TC4合金的磨损量变化基本相同,几乎为零,随着载荷的升高仅略微的波动;当载荷超过40N时,添加MoS2+50%Fe2O3和Fe2O3颗粒相时TC4合金的磨损量的增加速度比添加MoS2+80%Fe2O3时略大。研究发现,在添加不同的颗粒相时磨损表面均形成了摩擦层,但因摩擦层的形貌、成分和结构不同,故在磨损中作用不同,并影响TC4合金的磨损机理。在不添加任何颗粒相时,摩擦层无保护作用,TC4合金的磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损。添加MoS2、MoS2+20%Fe2O3混合颗粒相,在低载10N时,主要的磨损机理是摩擦层保护下的轻微磨损;当载荷升高时,磨损机理由摩擦层保护下的轻微磨损向粘着磨损和磨粒磨损转变。添加MoS2+50%Fe2O3、Fe2O3和MoS2+80%Fe2O3时,在不同载荷的作用下TC4合金磨损机理均为摩擦层保护下的轻微磨损,只有当载荷为50N时,添加MoS2+50%Fe2O3颗粒相时的TC4合金磨损机理由摩擦层保护下的轻微磨损转变成粘着磨损和磨粒磨损。当磨面连续覆盖摩擦层时TC4合金磨损机理由严重磨损向轻微磨损转变。
【关键词】：TC4合金 磨损行为 固态颗粒层 摩擦层 磨损机制
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 选题目的与意义10-11
• 1.2 钛及钛合金11-17
• 1.2.1 钛及钛合金的概述11-12
• 1.2.2 钛合金的组织及其性能12-13
• 1.2.3 钛合金的应用13-15
• 1.2.4 铁合金表面处理方法15-17
• 1.3 固态颗粒相的概述17-20
• 1.3.1 二硫化钼的性质及应用17-19
• 1.3.2 Fe_2O_3的性质及应用19-20
• 1.4 钛合金的磨损研究20-25
• 1.4.1 金属磨损的分类20-22
• 1.4.2 钛合金磨损的研究现状22-25
• 1.5 本文主要研究内容25-26
• 第二章 实验方法26-30
• 2.1 实验材料及试样制备26-28
• 2.1.1 实验材料26
• 2.1.2 实验材料的热处理工艺26-27
• 2.1.3 磨损试样的制备27-28
• 2.2 磨损试验28-29
• 2.3 硬度测试及微观分析29-30
• 第三章 TC4合金在不同固态颗粒下的磨损行为及特征30-40
• 3.1 TC4合金的磨损量30-31
• 3.2 TC4合金的磨面物相分析31-32
• 3.3 TC4合金的磨面形貌和EDS结果分析32-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 TC4合金的摩擦层和磨损机制40-56
• 4.1 TC4合金的磨损剖面形貌40-47
• 4.2 TC4合金中摩擦层的形成及作用47-50
• 4.3 TC4合金的磨损机制50-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 硕士期间发表论文65

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