单相硼化物的制备及摩擦磨损性能研究

发布时间：2021-07-28 14:10

　　为了深入研究渗硼层中硼化物的性能,采用真空感应熔炼法制备单相硼化物材料。观察分析制备的硼化物微观组织,测试其力学性能。采用MMU-5G型销-盘式摩擦磨损试验机,在干摩擦条件下,研究了不同载荷下单相硼化物的摩擦学性能,观察其磨损表面形貌特征,探讨其磨损方式。结果表明:制备的硼化物为单一相,试样纯度高,试样的平均显微硬度为HV2065,平均断裂韧性值为1.68 MPa·m^1/2;硼化物的断口处没有宏观的塑性变形,断口齐平光亮,表现为脆性断裂特征;干摩擦条件下随着载荷从10 N增加到30 N,硼化物的摩擦因数先降低后增加,20 N载荷时达到最小值,而其磨损量随着载荷的增加不断上升;随着载荷从10 N增加到30 N,磨损表面的粗糙度先逐渐上升后急剧上升;10～20 N载荷下,硼化物的磨损以磨粒磨损为主,而25～30 N载荷下,硼化物的主要磨损方式从磨粒磨损转变为脆性破损。 

【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

Fe-B二元合金相图

采用Leica DMI 5000M 光学显微镜对制备试样进行金相组织观察。同时,采用Rigaku D/Max-2400型X射线衍射仪对熔铸试样进行物相分析。所用射线为Cu-Kα,扫描的角度范围为15°～85°,扫描速度2°/s,步进0.02°。采用HXD-1000TMC型显微硬度计对块体硼化物试样进行硬度测试,加载力为0.49 N,保压时间为15 s。由于硼化物具有较大的脆性,采用陶瓷材料常用的单边切口梁法测试其断裂韧性。测试仪器为eMT-5104A型电子多功能试验机。试验中断裂韧性的试样尺寸为3 mm×4 mm×20 mm,切口深度为1.33 mm,沿着4 mm方向开口,如图2所示。单边切口梁法测KIC值,按公式(1)计算。

图3所示为制备的硼化物试样显微组织图和对应的XRD图谱。通过图3(a)可以看出制备材料为单一相,没有明显的其他相存在,并且其晶粒为不规则方块。图3(b)对应的衍射结果较为简单,XRD图谱中只检测到了FeB的衍射峰,无其他物相的衍射峰出现,试样纯度高。表征结果证明了依据相图分析合理设计原料配比,通过严格控制真空熔炼的一系列要求和条件,制备所得到的硼化物试样和理论设计结果一致。2.2 硼化物的力学性能及断口形貌观察

【参考文献】：
期刊论文
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[2]碳化硅陶瓷摩擦磨损性能及摩擦过程中接触应力分析[J]. 季春云,金晓怡,陈志鹏.  润滑与密封. 2018(02)
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硕士论文
[1]AISI316L不锈钢与TC4钛合金异种金属焊接组织及性能研究[D]. 宋庭丰.西南交通大学 2018



本文编号：3308060