新型NiAl-2.5Ta-7.5Cr-x(B-Re-Co)合金的蠕变机理与自润滑机理
结题报告
批准号:
51101055
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王振生
依托单位:
学科分类:
E0104.金属结构材料与力学行为
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭建亭、张光业、陈志钢、吴玉蓉、王婷婷、刘旋、宋力
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中文摘要
前期研究发现,高温摩擦磨损中,NiAl基合金摩擦表面自生成纳米氧化物与非晶相组成的润滑膜,具有优异的自润滑特性。本项目采用铜模吸铸工艺制备新型NiAl-2.5Ta-7.5Cr- x(B-Re-Co)合金,通过揭示合金的自润滑机理和蠕变机理,建立合金的蠕变强度/自润滑性能的关系模型,探索拓宽NiAl基合金自润滑温度范围的原理问题。为解决高温下应用的自润滑材料的蠕变强度的选择问题奠定理论基础,为制备氧化膜中软质与硬质氧化物并存的新型自润滑材料提供思路。
英文摘要
自然压应力的磨损工况下,NiAl基合金的拉伸塑性成为次要的性能指标,耐磨损性能良好;700~900℃可产生良好的持久性自润滑和耐磨损效果;具有良好的耐酸、碱腐蚀性能;在干摩擦和腐蚀磨损下具有潜在的应用前景。针对NiAl基合金作为摩擦材料存在的不足:不添加污染元素下,拓宽中低温自润滑温度范围;增强高温力学性能,提高自润滑性能;腐蚀磨损研究未见报道。开展了拓宽NiAl自润滑温度范围和腐蚀磨损特性的研究。结果:①B元素提高了NiAl-7.5Cr-2.5Ta合金的强度和塑性。NiAl-7.5Cr-2.5Ta-1B合金在室温~400℃下表现出良好的自润滑耐磨损特性,B的氧化物作为粘结剂易于将氧化物粉末粘结在基材表面,便形成了强度较高的无定形层,降低磨损率。②Co元素提高了NiAl-7.5Cr-2.5Ta合金的强度、硬度和弹性极限。随着摩擦热效应的增强,摩擦表面自生成的Ni和Co的氧化物膜增多,降低了合金的摩擦系数,当Pm•V值较大时,摩擦系数小于0.3,表现出良好的自润滑特性。③添加B、Co、Re的NiAl-2.5Ta-7.5Cr-15Co-2B-7.5Re合金,650~663HV。室温~600℃下大幅度提高了NiAl-7.5Cr-2.5Ta的强度和塑性,在室温~600℃下表现出良好的自润滑耐磨损特性。④NiAl-7.5Cr-2.5Ta合金在酸、碱溶液中,腐蚀磨损性能优异,磨损率和摩擦系数低于干摩擦和水中,发生负交互作用;腐蚀磨损性能和耐腐蚀性能优于316 L不锈钢。优异的腐蚀磨损性能源于:合金具有良好的耐腐蚀性能,溶液改变了摩擦副之间的表面状态,降低了合金摩擦系数,减轻了磨损。NiAl-7.5Cr-2.5Ta-1B较NiAl-7.5Cr-2.5Ta的耐腐蚀磨损性能提高了2~8倍。NiAl-7.5Cr-2.5Ta-1B的磨蚀受控于腐蚀磨损以及完整的物质膜的保护作用。⑤定向凝固工艺细化合金的组织和Ho的加入,在合金表面形成连续的Al2O3氧化膜。氧化过程中,表面氧化膜存在着θ-Al2O3→α-Al2O3的相变过程。研究结果扩宽了NiAl基合金的干摩擦自润滑耐磨损的温度范围,并发现了NiAl基合金具有良好的耐腐蚀磨损特性,表明NiAl基合金作为自润滑和耐磨损材料具有重要的研究价值和应用前景。已申请专利5项,发表文章4篇,接收文章2篇,在投文章2篇,培养研究生4名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:钢管
影响因子:--
作者:王振生;吴翔;李书华;胡燕平;彭德平;龚亚勇;宋力;
通讯作者:
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
影响因子:4.5
作者:Wang Zhensheng;Xie Yi;Guo Jianting;Zhou Lanzhang;Hu Zhuangqi;Zhang Guangye;Chen Zhigang
通讯作者:Chen Zhigang
DOI:--
发表时间:2013
期刊:金属学报
影响因子:--
作者:王振生;张孟恩;杨双双;郭建亭;周兰章;陈志钢
通讯作者:陈志钢
DOI:10.1016/j.pnsc.2012.10.008
发表时间:2012-10
期刊:Progress in Natural Science: Materials International
影响因子:--
作者:Jian-ting Guo;Zhensheng Wang;L. Sheng;Lanzhang Zhou;C. Yuan;Zhi-gang Chen;Liguo Song
通讯作者:Jian-ting Guo;Zhensheng Wang;L. Sheng;Lanzhang Zhou;C. Yuan;Zhi-gang Chen;Liguo Song
DOI:--
发表时间:2012
期刊:材料研究学报
影响因子:--
作者:宋力;胡忠举;王振生;郭建亭;周兰章
通讯作者:周兰章
新型渗硼Ni3Al-Ni3V合金的滚动自润滑机理
  • 批准号:
    2020JJ4312
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王振生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金