【摘 要】
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由于纤维材料优于金属材料的卓越性能,在许多工业中的应用日益增加.纤维材料切割机理的研究对其应用有着重要的价值.切割机理必须能够解释切割的物理现象,并能预测切割刀具的磨损、切割阻力及能量消耗.本文旨在回顾纤维材料在切割过程中的摩擦学研究进展,重点是合成纤维的切割阻力及刀具磨损的研究.
【机 构】
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河南科技大学材料摩擦学河南省重点实验室,河南省洛阳市471000
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由于纤维材料优于金属材料的卓越性能,在许多工业中的应用日益增加.纤维材料切割机理的研究对其应用有着重要的价值.切割机理必须能够解释切割的物理现象,并能预测切割刀具的磨损、切割阻力及能量消耗.本文旨在回顾纤维材料在切割过程中的摩擦学研究进展,重点是合成纤维的切割阻力及刀具磨损的研究.
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制备出碳化物体积分数,碳化物类型(M3C)相同和Cr含量不同的白口铁,进行两体磨损试验,选用Si02和SiC作为磨料,磨损载荷选择50N,结果表明,随着Cr含量的增加白口铁的耐磨性呈现递增趋势,并且Cr的添加提高渗碳体的硬度和断裂韧性。在交互作用过程中随着Cr含量的增加交互作用导致的重量损失量均呈现下降趋势,并且碳化物在整个交互过程中起到了主要的贡献。
通过合金熔炼和铸造的方法制备出Cr含量不同,碳化物体积分数相同,类型相同(M3C)的亚共晶白口铸铁,对白口铁进行三体磨损试验,磨料为SiC磨料,试验结果表明随着Cr含量的提高,在不同载荷下的白口铁的耐磨性提高,粗糙度下降,并且渗碳体的块状剥落现象减少,表明渗碳体的断裂韧性得到改善,由于各相耐磨性的提高,交互作用重量少损失量呈现下降趋势,渗碳体在交互作用中的贡献起到主要作用,并且都在80％以上.
将含碳化物等温淬火球墨铸铁奥氏体化后于310℃等温淬火,得到了贝氏体球墨铸铁,研究了不同含钒量对CADI硬度和冲击韧性的影响.研究表明当含钒量为0.68时此时的硬度最高为洛氏硬度50.3,冲击韧性11.7J/cm2,此时综合力学性能最佳.
以高纯铌板为原料,采用原位反应法在HT300表面制备NbC/Fe梯度复合层,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究梯度复合层的相成分和组织形貌.并计算分析了NbC/Fe梯度复合层扩散动力学及其扩散系数.研究结果表明:1195℃下,保温2h形成的复合层中主要包含有:NbC相,α-Fe和石墨相,并没有中间产物Nb2C生成.其次随着保温时间的增加,梯度复合层厚度相应增大.根据经典的抛物线公式计算可得其扩散系
利用原位工艺反应生成了TaC-Fe梯度复合材料.采用扫描电子显微镜(EDS)、显微硬度计对复合层的组织及显微硬度进行了研究.结果表明:TaC-Fe梯度复合材料可分为三个反应特征层:TaC致密陶瓷层[A]、微米TaC陶瓷层[B]和TaC颗粒复合层[C].TaC表面复合材料的表面显微硬度值最高达到了1384HV0.1,随着距表面距离的增加,复合材料显微硬度呈现降低的趋势,但其显微硬度仍可达到灰口铸铁基
分别以0.5％C含量的钢基体和Fe30A自熔合金为基体,以60目和300目WC为增强相,采用粉末冶金方法制备了不同粒径WC颗粒增强铁基复合材料,并对钢基复合材料进行了热处理.对组织结构进行分析,在M200磨损试验机上进行干滑动磨损试验,对磨损形貌进行分析.结果表明:自熔合金基体的组织较为理想，具有较高耐磨性;大粒径的WC颗粒具有更好的耐磨效果.
采用粉末冶金法制备了Mo-0.5Ti合金.利用SEM分析了添加Ti元素的钼合金的组织形貌;利用TEM对钼合金中出现的第二相进行了分析,确定了第二相的组成和种类;测试了钼合金的强度.实验结果表明:Mo-0.5Ti合金中存在Ti2O3第二相颗粒,能够有效阻碍位错运.提高合金的强度.
采用水热法和粉末冶金法制备了Mo/Al2O3复合材料,并研究了氧化铝的加入对复合粉体的形貌以及对复合材料的组织和性能的影响.结果表明,氧化铝的加入有利于获得更加细小的复合粉体.烧结后,氧化铝颗粒均匀分布于钼基体中,并与钼基体产生完全的冶金结合.氧化铝颗粒具有增强钼基体的作用.随着氧化铝含量的增加,复合材料的显微硬度和高温压缩强度都有显著的增加.
采用液-液掺杂方法制备了W-ZrO2复合粉体,将复合粉体压制及烧结制备了ZrO2增强钨基合金,对材料的显微组织结构和力学性能进行分析.结果表明:W-ZrO,显微组织均匀,氧化锆主要以微小的颗粒分布在钨-钨界面上,钨晶粒尺寸约为2um-6um; ZrO2颗粒对钨晶粒具有明显的细化作用;钨基合金抗压强度达到1009Mpa,W-3.0wt％ ZrO2钨合金的耐磨性较纯钨提高了20％-40％.
本文以水热合成法为基础,通过不同的稀土掺杂方式制得水热前驱粉,然后对前驱粉进行DTA/TG分析,得出煅烧温度在415-500℃之间.通过设定不同的煅烧温度及时间制备稀土钨铜氧化物的复合粉体,然后通过不同的还原工艺制得La2O3掺杂W-Cu复合粉体.并通过SEM、HRTEM及XRD等手段对复合粉体的物相、形貌和微观结构进行了表征.探讨了制备工艺的改变对复合粉体的影响.结果表明:稀土共沉淀法得到的前驱