粉末冶金法制备Ni-Co-Al系高温合金的摩擦学性能研究

发布时间：2021-06-30 15:39

　　航空航天等高新技术的发展,对于苛刻工况条件下服役的材料提出了越来越高的要求,其中高温条件下,材料的润滑、磨损问题成为高技术装备发展所面临的关键技术难题之一。镍基高温合金是航空领域应用相当成熟的高温合金,但人们对镍基合金的摩擦学性能研究还相对较少。本文采用粉末冶金（高能球磨+真空热压烧结）法制备了不同成分的Ni-Co-Al粉末合金,考察了热压温度对合金力学性能和摩擦学性能的影响：研究了钴和铝含量对合金力学及摩擦学性能的影响机理；并通过对磨痕表面形貌及各元素的化学状态分析,阐明了合金的高温摩擦磨损机理。研究结果表明：采用粉末冶金法制备的Ni-10Co-5Al合金,主要由γ相和γ’相组成,γ’相弥散分布于γ基体中；还有少量的A12O3。随着热压烧结温度的升高,合金的硬度、抗压强度升高,当热压温度达到1200℃时合金的硬度、抗压强度变化较小。随热压温度的升高,合金的高温摩擦学性能有所改善,磨痕表面形成了保护性的氧化物“釉质层”,“釉质层”与基体的结合强度影响了合金的高温摩擦性能,而结合强度又可能与热压烧结试样的致密度有关。磨痕表面犁沟的深浅与热压温度有很大关系。对于相同钴含量的合金,增加铝的含... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 自润滑材料的研究现状
        1.2.1 自润滑材料概况
        1.2.2 陶瓷基自润滑复合材料
        1.2.3 金属基自润滑复合材料
        1.2.4 金属自润滑合金
    1.3 高温合金的强化机理
        1.3.1 固溶强化
        1.3.2 第二相强化
        1.3.3 晶界强化
    1.4 氧化物的润滑机理
        1.4.1 单一氧化物固体润滑剂
        1.4.2 复合氧化物固体润滑剂
        1.4.3 氧化物釉质层
    1.5 固体材料的摩擦磨损概论
        1.5.1 粘着-犁沟摩擦理论
        1.5.2 磨损理论
    1.6 本文主要研究内容
第2章 实验与研究方法
    2.1 实验技术路线
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验原材料
        2.2.2 试样的制备工艺
        2.2.3 试样性能的测试
第3章 热压温度对Ni-Co-Al合金摩擦学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 试样的制备
        3.2.2 试样的性能测试及表征
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 粉末试样的形貌及相结构
        3.3.2 烧结试样的相组成及微结构
        3.3.3 烧结试样的力学性能
        3.3.4 热压温度对试样摩擦学性能的影响
        3.3.5 试样的磨损机理分析
    3.4 本章小结
第4章 铝含量对热压Ni-Co-Al合金摩擦学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 试样的成分设计及制备
        4.2.2 试样的性能测试
    4.3 结果与分析
        4.3.1 铝对粉末试样机械合金化的影响
        4.3.2 铝对试样真空热压烧结过程的影响
        4.3.3 铝对试样力学性能的影响
        4.3.4 铝对试样摩擦学性能的影响
        4.3.5 试样的磨痕形貌及磨损机理分析
    4.4 本章小结
第5章 钴含量对热压Ni-Co-Al合金摩擦学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 试样的制备
        5.2.2 试样的性能测试及表征
    5.3 结果与分析
        5.3.1 试样的相组成及微结构
        5.3.2 钴对试样力学性能的影响
        5.3.3 钴对试样摩擦学性能的影响
        5.3.4 试样的磨痕形貌及磨损机理分析
    5.4 本章小结
结论
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)


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨对Ni-Cr和Ni-Cr-W复合材料摩擦性能的影响[J]. 张定军,王爱芳,贾均红,吴有智,王文珍.  材料科学与工艺. 2012(04)
[2]石墨铝基自润滑材料的制备及性能表征[J]. 朱洪睿,张绪平,杨永建,牛志鹏.  润滑与密封. 2012(01)
[3]Ni-Al基自润滑复合材料的制备及其摩擦学性能[J]. 张定军,王爱芳,吴有智,王文珍,贾均红.  材料科学与工程学报. 2011(01)
[4]MoS2和石墨对Ni-Cr基复合材料摩擦学性能的影响[J]. 王爱芳,张定军,吴有智,王文珍,贾均红.  材料研究学报. 2010(05)
[5]氢气还原对钴铝尖晶石结构及催化活性的影响[J]. 吴银素,张玉霞,芦佳,马子川.  河北师范大学学报(自然科学版). 2010(02)
[6]室温及气氛条件下铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能研究[J]. 陈淑娴,凤仪,李庶,解育娟.  润滑与密封. 2009(06)
[7]铸造法制备石墨颗粒增强铝基自润滑复合材料的发展[J]. 刘振刚,田振明,姚广春,刘宜汉,张华.  铸造. 2008(11)
[8]锡青铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能研究[J]. 夏龙,徐金城,张文丛.  润滑与密封. 2008(01)
[9]镍-铬基自润滑复合材料的制备及性能[J]. 姜春华,李长生,丁巧党.  机械工程材料. 2007(04)
[10]粉末冶金法制备NiCr基高温自润滑合金PM304涂层[J]. 丁春华,王亚平,周敬恩.  金属学报. 2006(11)



本文编号：3258019