表面织构—等离子渗钛复合处理改善316不锈钢的摩擦学性能
发布时间：2021-07-22 14:46
奥氏体不锈钢因具有良好的综合力学性能和工艺性能,且在氧化性和还原性介质中均表现出较好的耐蚀性,从而在工业、民用等诸多领域得到广泛应用。奥氏体不锈钢亦是不锈钢中种类较多、使用量最大的一种钢材,其生产量和使用量约占不锈钢总产量及使用量的一半以上。随着生产和加工技术的不断提高,奥氏体不锈钢的使用场合与服役环境也愈加宽泛。但是,受表面硬度低、摩擦系数大、耐磨性差等制约,奥氏体不锈钢一般不能用于制作摩擦零部件。基于磨损损伤发生在材料表面,而表面工程技术能够赋予材料表面全新组织、成分和性能,被广泛用于提高奥氏体不锈钢的摩擦学性能。表面织构化和双辉等离子表面合金化在提高材料表面摩擦学性能方面的各具优势,将两种技术相复合,有望进一步改善奥氏体不锈钢的摩擦学性能。本文先采用电火花加工技术在316不锈钢表面制备沟槽状表面织构,再对表面织构化316不锈钢进行等离子渗钛处理。分析了复合处理316不锈钢的材料学特征,评价了316不锈钢基体、表面织构化316不锈钢、渗钛层和复合处理316不锈钢在干摩擦和脂润滑条件下的摩擦学行为。借助电化学测试技术,对比研究了相关试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。主要研究内容和...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 不锈钢简述
1.2 不锈钢的表面处理技术
1.2.1 表面涂镀
1.2.2 表面改性
1.3 双辉等离子表面合金化技术
1.3.1 基本原理
1.3.2 技术特点
1.3.3 研究进展
1.4 表面织构化技术
1.4.1 加工方法
1.4.2 改善摩擦学性能的研究
1.4.3 选题背景及研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备及样品制备
2.2.1 双辉等离子表面合金化设备
2.2.2 实验设计
2.2.3 表面织构化316不锈钢及复合处理样品制备
2.3 组织结构和成分分析
2.4 机械性能
2.4.1 硬度测试
2.4.2 结合力测试
2.5 摩擦磨损性能测试
2.5.1 摩擦副
2.5.2 润滑脂
2.5.3 摩擦磨损实验设备及参数
2.5.4 磨损率测定
2.5.5 磨损机理分析
2.6 耐蚀性能测试
第三章 等离子渗钛工艺优化和表征
3.1 正交实验
3.1.1 渗钛工艺参数选择
3.1.2 正交实验设计
3.1.3 正交实验结果分析
3.1.4 最佳工艺参数的确定
3.2 渗钛层表征及性能测试
3.2.1 渗钛层表面形貌
3.2.2 渗钛层截面形貌
3.2.3 渗钛层相结构分析
3.2.4 渗钛层显微硬度测试
3.2.5 渗钛层结合力测试
3.3 复合处理试样截面形貌表征
3.4 本章小结
第四章 316不锈钢等离子渗钛层摩擦磨损性能研究
4.1 材料的摩擦磨损
4.1.1 摩擦
4.1.2 磨损
4.2 干摩擦条件下的摩擦磨损性能
4.2.1 316 不锈钢基体和渗钛层的摩擦学性能
4.2.2 316 不锈钢基体的磨损机理
4.2.3 渗钛层的磨损机理
4.3 润滑条件下的摩擦磨损性能
4.3.1 316 不锈钢基体和渗钛层的摩擦学性能
4.3.2 316 不锈钢基体的磨损机理
4.3.3 渗钛层的磨损机理
4.4 本章小结
第五章 复合处理试样的摩擦学性能
5.1 干摩擦条件下的摩擦磨损性能
5.1.1 表面织构化316不锈钢和复合处理试样的摩擦学性能
5.1.2 表面织构化316不锈钢试样磨损机理
5.1.3 复合处理316不锈钢的磨损机理
5.2 脂润滑条件下的摩擦磨损性能
5.2.1 表面织构化316不锈钢和复合处理处理试样的摩擦学性能
5.2.2 表面织构化316不锈钢磨损机理
5.2.3 复合处理试样的磨损机理
5.3 本章小结
第六章 表面织构化316不锈钢和复合处理试样的耐蚀性能
6.1 开路电位测试及分析
6.2 极化曲线测试及分析
6.3 电化学阻抗谱测试及分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学气相沉积MT-TiCN和HT-TiCN涂层的摩擦磨损性能[J]. 陈鹏,朱丽慧,刘振宇. 材料热处理学报. 2018(01)
[2]钛合金与不锈钢异种金属焊接的研究现状[J]. 吕攀,王克鸿,朱和国. 热加工工艺. 2017(13)
[3]N+剂量对304不锈钢离子注入改性层组织和性能的影响[J]. 金淼,任宇宏,邹树梁,唐德文,吕希建. 热加工工艺. 2017(08)
[4]316L不锈钢化学镀及超声辅助化学镀镍磷镀层性能研究[J]. 郭建章,赵佳. 腐蚀科学与防护技术. 2017(02)
[5]不同周期渗银后表面型抗菌不锈钢的组织及性能[J]. 孔维欢,侯惠君,卢德宏,韦春贝,张玲玲. 金属热处理. 2017(02)
[6]航空零件0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢渗碳层的耐磨性研究[J]. 莫玉梅,杨斌. 铸造技术. 2017(02)
[7]电弧离子渗钛对316L不锈钢摩擦学性能的影响[J]. 石佳佳,付志强,岳文,王成彪,彭志坚,于翔,康嘉杰. 稀有金属材料与工程. 2016(07)
[8]改善钢铁材料摩擦学行为的表面织构研究现状[J]. 刘强,林乃明,邹娇娟,谢瑞珍,王振霞,马永,王志华,唐宾. 表面技术. 2016(05)
[9]常用不锈钢种类及特点[J]. 薄鑫涛. 热处理. 2016(02)
[10]不锈钢化学镀Ni-Mo-P合金[J]. 黄晓梅,田川,李阳. 电镀与环保. 2016(02)
硕士论文
[1]物理气相沉积CrN和AlCrN薄膜的摩擦学性能[D]. 王淑庆.中国地质大学(北京) 2017
[2]CVD金刚石涂层硬质合金刀具TaxC过渡层的制备及其性能研究[D]. 戎卧龙.太原理工大学 2016
[3]物理气相沉积法制备TiN,CrN,TiAlN及TiAlN/氮化复合涂层的性能研究[D]. 张磊.华中科技大学 2015
[4]45钢表面双辉等离子Fe-Al-Cr-Nb共渗及其性能研究[D]. 朱俊谋.南京航空航天大学 2014
[5]4Cr13不锈钢Nb改性层摩擦磨损及高温氧化性能研究[D]. 尤凯.太原理工大学 2013
[6]TiAl基合金双辉等离子渗NiCoCrAlY工艺及其性能研究[D]. 周鹏.南京航空航天大学 2013
[7]奥氏体不锈钢的低温液体渗氮耐蚀强化工艺研究[D]. 邢海生.机械科学研究总院 2011
[8]正交试验设计中的方差分析[D]. 刘明磊.东北林业大学 2011
[9]等离子渗金属技术制备表面渗铜层抗菌不锈钢及性能研究[D]. 张景春.桂林电子科技大学 2011
[10]双辉等离子渗技术制备Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂层及性能研究[D]. 尹磊.南京航空航天大学 2011
本文编号：3297350
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 不锈钢简述
1.2 不锈钢的表面处理技术
1.2.1 表面涂镀
1.2.2 表面改性
1.3 双辉等离子表面合金化技术
1.3.1 基本原理
1.3.2 技术特点
1.3.3 研究进展
1.4 表面织构化技术
1.4.1 加工方法
1.4.2 改善摩擦学性能的研究
1.4.3 选题背景及研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备及样品制备
2.2.1 双辉等离子表面合金化设备
2.2.2 实验设计
2.2.3 表面织构化316不锈钢及复合处理样品制备
2.3 组织结构和成分分析
2.4 机械性能
2.4.1 硬度测试
2.4.2 结合力测试
2.5 摩擦磨损性能测试
2.5.1 摩擦副
2.5.2 润滑脂
2.5.3 摩擦磨损实验设备及参数
2.5.4 磨损率测定
2.5.5 磨损机理分析
2.6 耐蚀性能测试
第三章 等离子渗钛工艺优化和表征
3.1 正交实验
3.1.1 渗钛工艺参数选择
3.1.2 正交实验设计
3.1.3 正交实验结果分析
3.1.4 最佳工艺参数的确定
3.2 渗钛层表征及性能测试
3.2.1 渗钛层表面形貌
3.2.2 渗钛层截面形貌
3.2.3 渗钛层相结构分析
3.2.4 渗钛层显微硬度测试
3.2.5 渗钛层结合力测试
3.3 复合处理试样截面形貌表征
3.4 本章小结
第四章 316不锈钢等离子渗钛层摩擦磨损性能研究
4.1 材料的摩擦磨损
4.1.1 摩擦
4.1.2 磨损
4.2 干摩擦条件下的摩擦磨损性能
4.2.1 316 不锈钢基体和渗钛层的摩擦学性能
4.2.2 316 不锈钢基体的磨损机理
4.2.3 渗钛层的磨损机理
4.3 润滑条件下的摩擦磨损性能
4.3.1 316 不锈钢基体和渗钛层的摩擦学性能
4.3.2 316 不锈钢基体的磨损机理
4.3.3 渗钛层的磨损机理
4.4 本章小结
第五章 复合处理试样的摩擦学性能
5.1 干摩擦条件下的摩擦磨损性能
5.1.1 表面织构化316不锈钢和复合处理试样的摩擦学性能
5.1.2 表面织构化316不锈钢试样磨损机理
5.1.3 复合处理316不锈钢的磨损机理
5.2 脂润滑条件下的摩擦磨损性能
5.2.1 表面织构化316不锈钢和复合处理处理试样的摩擦学性能
5.2.2 表面织构化316不锈钢磨损机理
5.2.3 复合处理试样的磨损机理
5.3 本章小结
第六章 表面织构化316不锈钢和复合处理试样的耐蚀性能
6.1 开路电位测试及分析
6.2 极化曲线测试及分析
6.3 电化学阻抗谱测试及分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学气相沉积MT-TiCN和HT-TiCN涂层的摩擦磨损性能[J]. 陈鹏,朱丽慧,刘振宇. 材料热处理学报. 2018(01)
[2]钛合金与不锈钢异种金属焊接的研究现状[J]. 吕攀,王克鸿,朱和国. 热加工工艺. 2017(13)
[3]N+剂量对304不锈钢离子注入改性层组织和性能的影响[J]. 金淼,任宇宏,邹树梁,唐德文,吕希建. 热加工工艺. 2017(08)
[4]316L不锈钢化学镀及超声辅助化学镀镍磷镀层性能研究[J]. 郭建章,赵佳. 腐蚀科学与防护技术. 2017(02)
[5]不同周期渗银后表面型抗菌不锈钢的组织及性能[J]. 孔维欢,侯惠君,卢德宏,韦春贝,张玲玲. 金属热处理. 2017(02)
[6]航空零件0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢渗碳层的耐磨性研究[J]. 莫玉梅,杨斌. 铸造技术. 2017(02)
[7]电弧离子渗钛对316L不锈钢摩擦学性能的影响[J]. 石佳佳,付志强,岳文,王成彪,彭志坚,于翔,康嘉杰. 稀有金属材料与工程. 2016(07)
[8]改善钢铁材料摩擦学行为的表面织构研究现状[J]. 刘强,林乃明,邹娇娟,谢瑞珍,王振霞,马永,王志华,唐宾. 表面技术. 2016(05)
[9]常用不锈钢种类及特点[J]. 薄鑫涛. 热处理. 2016(02)
[10]不锈钢化学镀Ni-Mo-P合金[J]. 黄晓梅,田川,李阳. 电镀与环保. 2016(02)
硕士论文
[1]物理气相沉积CrN和AlCrN薄膜的摩擦学性能[D]. 王淑庆.中国地质大学(北京) 2017
[2]CVD金刚石涂层硬质合金刀具TaxC过渡层的制备及其性能研究[D]. 戎卧龙.太原理工大学 2016
[3]物理气相沉积法制备TiN,CrN,TiAlN及TiAlN/氮化复合涂层的性能研究[D]. 张磊.华中科技大学 2015
[4]45钢表面双辉等离子Fe-Al-Cr-Nb共渗及其性能研究[D]. 朱俊谋.南京航空航天大学 2014
[5]4Cr13不锈钢Nb改性层摩擦磨损及高温氧化性能研究[D]. 尤凯.太原理工大学 2013
[6]TiAl基合金双辉等离子渗NiCoCrAlY工艺及其性能研究[D]. 周鹏.南京航空航天大学 2013
[7]奥氏体不锈钢的低温液体渗氮耐蚀强化工艺研究[D]. 邢海生.机械科学研究总院 2011
[8]正交试验设计中的方差分析[D]. 刘明磊.东北林业大学 2011
[9]等离子渗金属技术制备表面渗铜层抗菌不锈钢及性能研究[D]. 张景春.桂林电子科技大学 2011
[10]双辉等离子渗技术制备Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂层及性能研究[D]. 尹磊.南京航空航天大学 2011
本文编号：3297350
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