变形Al-15Si合金的摩擦磨损性能

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:y2228158
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
过共晶铝硅合金具有高的导电性,低的膨胀系数,高的耐磨性,以及良好的体积稳定性和低成本等优点。作为安全滑触线材料,过共晶铝硅合金在经济性、使用寿命、耐磨性、导电性等方面较铜质、铝质、钢质、钢铝复合材料更具有优势。本文以Al-15Si合金为研究对象,通过半连续铸造结合磷变质处理,获得初晶硅尺寸细小、均匀的铸态组织,随后对其进行热挤压变形,挤压态合金进行了550℃保温3h、5h、10h和15h热处理。运用金相显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试仪等分析手段,观察和分析过共晶铝硅合金各状态下的组织与电导率。挤压态及热处理3h、15h状态下合金进行摩擦磨损实验,运用扫描电子显微镜观察磨损表面和亚表层组织变化规律,分析合金的摩擦磨损机理。获得结果如下:1.半连续铸造Al-15Si合金的组织包含块状初晶硅、α-Al枝晶,(α-Al+Si)共晶组织。热挤压后,铸态组织中的针状和纤维状的共晶硅经过热挤压变形后变成颗粒状均匀的分布在α-Al基体上。挤压态组织经过550℃热处理后,初晶硅变得圆钝,初晶硅尺寸大约在25μm-26μm之间变化。挤压态硅颗粒平均直径为2.83μm,热处理 3h、5h、10h、15h硅颗粒平均直径分别为4.25μm、4.40μm、4.72μm、4.75μm。过共晶Al-15Si合金铸态电导率最小,为31.5%IACS;挤压态电导率最大,为44.2%IACS。2.Al-15Si合金挤压态及550℃热处理3h和15h的摩擦系数和磨损质量均随着滑动距离的增加逐渐减小。滑动距离为2000m时,摩擦系数分别为0.5651、0.5420、0.5244,磨损失重量分别为46.6mg、39.4mg、27.8mg。合金热处理15h后的耐磨性能最佳。3.挤压态Al-15Si合金经过热处理3h、15h后,单位面积内硅颗粒数量由689个降低到257个、241个;硅颗粒长宽比由1.96降低到1.55、1.50,硅颗粒圆整度逐渐提高,增加了硅颗粒与基体的结合强度,使得合金耐磨性能逐渐升高。4.过共晶Al-15Si合金磨损机理是磨粒磨损和脆性剥落磨损。在磨损初期,主要是磨粒磨损,试样表面形成犁沟,而且挤压态试样犁沟较热处理试样深度较深。试样表面因塑性变形而产生塑性剪切唇,塑性剪切唇在对磨副不断的循环碾压下产生裂纹、断裂和脆断。5.在试样亚表层出现硅相粒子的断裂或者硅颗粒与A1基体连接处产生裂纹。随着磨损时间的增加,在试样亚表层裂纹逐渐聚集连接在一起,直到延伸到试样表面,造成尺寸不一的剥落坑。
其他文献
由于Ag纳米粒子具有高导电性和导热性、优异的抗菌性、成本相对较低等优点,已成为目前应用最为广泛的纳米材料之一。除了一般纳米材料拥有的性能外,Ag纳米粒子还具有独特的光学、电学和催化性能。进一步了解Ag纳米团簇的性质,探索其更多的应用价值,是目前需要研究的重要内容。本文采用基于嵌入原子势模型的分子动力学方法对具有二十面体结构粒径小于3.5nm的Ag纳米小团簇以及具有面心立方结构的粒径大于3.5nm的
双相钢优异的综合性能使其契合于汽车工业向节能、环保、安全、美观的发展方向,因而在汽车面板、车轮、大梁、底盘等结构件中获得广泛应用。现已实现商业化的双相钢中,冷轧和热处理双相钢占据比例较大,热轧双相钢占据比例极小且最高强度等级较低,在实际生产中仍存在组织性能不稳定,可控性较差等问题。本文通过调整控轧控冷工艺参数,摸索600MPa级热轧双相钢生产工艺窗口,以实现可控性、稳定化生产。本文主要工作内容及研
随着对液晶化学的不断深入,设计与合成全新类别的液晶化合物和液晶聚合物已经成为了主流研究方向。多臂液晶化合物是将多个液晶臂连接到中心原子或基团上的一种新型液晶材料,这类化合物的液晶性能优异,应用范围广泛。以胆酸为中心的新型酯类液晶作为一种全新的液晶化合物有别于传统的棒状液晶,随着化合物末端端基、柔性链长度的变化会呈现出丰富多彩的液晶相。在查阅国内外相关文献的基础上,本文设计合成了多种长链酯类液晶臂,
众所周知,钢材由于其良好综合性能以及低廉的价格,已经成为应用最广的金属材料之一。虽然目前生产成品钢的技术以及连铸技术已经非常成熟,但是钢铁材料在其生产过程中还在经受着裂纹、偏析等缺陷的影响。在目前的研究中虽然已经能通过X射线原位观察技术观测到较小尺寸样品凝固过程枝晶生长和固态相变,但连铸凝固是高温钢液连续凝固的过程,其操作空间较小,不透明,所以连铸坯凝固过程中枝晶生长演变的原位观察还没能实现。包晶
贵金属Au、Pt具有良好的催化活性,为了进一步提高催化活性并降低成本,添加Co、Ni等过渡族元素构成双金属/三金属催化剂成为目前的研究热点。对Au-Pt-TM(TM=Co,Ni)体系的热力学和相平衡研究,对该体系催化剂设计与应用具有重要的指导意义。本研究利用CALPHAD方法,对Au-Pt-TM(TM=Co,Ni)体系进行热力学计算,指导实验合金成分设计和扩散偶热处理设计;采用扫描电子显微镜(SE
针对目前流态化炼铁过程中出现固体颗粒间的粘结失流现象造成气固两相分布不均等问题,本文在传统流态化设备的基础上采用一种新型侧搅拌流态化反应器,利用数值模拟方法研究了其内部气固两相流动和温度分布特性,旨在为该新型侧搅拌鼓泡流化床反应器的进一步开发提供理论支撑。本文以新型侧搅拌鼓泡流化床反应器为研究对象,基于冷态侧搅拌流化床内固体颗粒的流动特性,验证了数值模型的正确性。利用商业CFD软件Fluent研究
镍渣作为冶炼金属镍时所产生的工业废渣,其含铁量较高,故可作为二次资源进行回收利用。镍渣中的铁主要以铁橄榄石稳定物相形式存在,导致渣中含铁相活度低、可还原性差。因此,本文提出了利用高碱度转炉钢渣对镍渣进行改质处理、再通过铝灰还原改质熔融镍渣进行提铁的工艺,该工艺不仅能有效提高改质熔融镍渣中含铁相的活度,同时还具有以废治废的特点,有利于冶金渣的循环利用。本文基于分子离子共存理论,针对铝灰还原改质熔融镍
铝合金压铸成型技术是一种高效率的、无切削金属的成型工艺,被大量地应用于工业产品的加工制造方面。其优点是可以制造其他工艺难以加工成型的,形状复杂的工件、材料的利用率高、生产效率高,但压铸铝合金的表面处理存在较大的困难。因此,铝合金压铸件通常表现为抗磨抗腐蚀能力低、颜色感观差、装饰性单一。阳极氧化技术是现代最为普及的铝合金表面处理工艺,它的优势是阳极氧化时所用电解液成本低廉、工艺简单、操作方便、适应范
本文以三种低碳钢(C-Mn钢、无Nb钢、含Nb钢)为研究对象,对比研究了在静态连续冷却条件下Nb对实验钢相变行为的影响,分析了在不同奥氏体化温度下Nb对实验钢奥氏体晶粒长大的影响,研究了在淬火回火工艺下Nb对实验钢组织与性能的影响,为工业生产提供可靠的实验数据。其主要研究内容和结果如下:(1)利用相变仪实验,研究了 Nb对实验钢相变行为的影响。结果表明,Nb提高了低碳马氏体钢的临界温度(Ac1、A
端齿结构具有传递转矩大、对中性好、连接简单、传递平稳、寿命长、装配效率高等优点,非常适用于高速旋转机械。作为工作机的压缩机,目前还未大量使用端面齿连接叶轮与主轴。叶轮是压缩机核心部件,其动力学特性在一定程度上决定压缩机整机的工作性能,而叶轮端面齿作为将主轴扭矩传递做功叶轮的功能部件,目前国内还未有成熟、体系化的叶轮端齿的设计方法、强度计算方法等;另外,由于端面齿结构的存在,引起转子结构非连续,其刚