表面織構(gòu)—等離子滲鈦復(fù)合處理改善316不銹鋼的摩擦學(xué)性能
發(fā)布時(shí)間:2021-07-22 14:46
奧氏體不銹鋼因具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能,且在氧化性和還原性介質(zhì)中均表現(xiàn)出較好的耐蝕性,從而在工業(yè)、民用等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。奧氏體不銹鋼亦是不銹鋼中種類較多、使用量最大的一種鋼材,其生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及使用量的一半以上。隨著生產(chǎn)和加工技術(shù)的不斷提高,奧氏體不銹鋼的使用場(chǎng)合與服役環(huán)境也愈加寬泛。但是,受表面硬度低、摩擦系數(shù)大、耐磨性差等制約,奧氏體不銹鋼一般不能用于制作摩擦零部件;谀p損傷發(fā)生在材料表面,而表面工程技術(shù)能夠賦予材料表面全新組織、成分和性能,被廣泛用于提高奧氏體不銹鋼的摩擦學(xué)性能。表面織構(gòu)化和雙輝等離子表面合金化在提高材料表面摩擦學(xué)性能方面的各具優(yōu)勢(shì),將兩種技術(shù)相復(fù)合,有望進(jìn)一步改善奧氏體不銹鋼的摩擦學(xué)性能。本文先采用電火花加工技術(shù)在316不銹鋼表面制備溝槽狀表面織構(gòu),再對(duì)表面織構(gòu)化316不銹鋼進(jìn)行等離子滲鈦處理。分析了復(fù)合處理316不銹鋼的材料學(xué)特征,評(píng)價(jià)了316不銹鋼基體、表面織構(gòu)化316不銹鋼、滲鈦層和復(fù)合處理316不銹鋼在干摩擦和脂潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)行為。借助電化學(xué)測(cè)試技術(shù),對(duì)比研究了相關(guān)試樣在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性。主要研究?jī)?nèi)容和...
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 不銹鋼簡(jiǎn)述
1.2 不銹鋼的表面處理技術(shù)
1.2.1 表面涂鍍
1.2.2 表面改性
1.3 雙輝等離子表面合金化技術(shù)
1.3.1 基本原理
1.3.2 技術(shù)特點(diǎn)
1.3.3 研究進(jìn)展
1.4 表面織構(gòu)化技術(shù)
1.4.1 加工方法
1.4.2 改善摩擦學(xué)性能的研究
1.4.3 選題背景及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及樣品制備
2.2.1 雙輝等離子表面合金化設(shè)備
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 表面織構(gòu)化316不銹鋼及復(fù)合處理樣品制備
2.3 組織結(jié)構(gòu)和成分分析
2.4 機(jī)械性能
2.4.1 硬度測(cè)試
2.4.2 結(jié)合力測(cè)試
2.5 摩擦磨損性能測(cè)試
2.5.1 摩擦副
2.5.2 潤(rùn)滑脂
2.5.3 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)
2.5.4 磨損率測(cè)定
2.5.5 磨損機(jī)理分析
2.6 耐蝕性能測(cè)試
第三章 等離子滲鈦工藝優(yōu)化和表征
3.1 正交實(shí)驗(yàn)
3.1.1 滲鈦工藝參數(shù)選擇
3.1.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.1.4 最佳工藝參數(shù)的確定
3.2 滲鈦層表征及性能測(cè)試
3.2.1 滲鈦層表面形貌
3.2.2 滲鈦層截面形貌
3.2.3 滲鈦層相結(jié)構(gòu)分析
3.2.4 滲鈦層顯微硬度測(cè)試
3.2.5 滲鈦層結(jié)合力測(cè)試
3.3 復(fù)合處理試樣截面形貌表征
3.4 本章小結(jié)
第四章 316不銹鋼等離子滲鈦層摩擦磨損性能研究
4.1 材料的摩擦磨損
4.1.1 摩擦
4.1.2 磨損
4.2 干摩擦條件下的摩擦磨損性能
4.2.1 316 不銹鋼基體和滲鈦層的摩擦學(xué)性能
4.2.2 316 不銹鋼基體的磨損機(jī)理
4.2.3 滲鈦層的磨損機(jī)理
4.3 潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損性能
4.3.1 316 不銹鋼基體和滲鈦層的摩擦學(xué)性能
4.3.2 316 不銹鋼基體的磨損機(jī)理
4.3.3 滲鈦層的磨損機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
第五章 復(fù)合處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.1 干摩擦條件下的摩擦磨損性能
5.1.1 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.1.2 表面織構(gòu)化316不銹鋼試樣磨損機(jī)理
5.1.3 復(fù)合處理316不銹鋼的磨損機(jī)理
5.2 脂潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損性能
5.2.1 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.2.2 表面織構(gòu)化316不銹鋼磨損機(jī)理
5.2.3 復(fù)合處理試樣的磨損機(jī)理
5.3 本章小結(jié)
第六章 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理試樣的耐蝕性能
6.1 開(kāi)路電位測(cè)試及分析
6.2 極化曲線測(cè)試及分析
6.3 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試及分析
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)氣相沉積MT-TiCN和HT-TiCN涂層的摩擦磨損性能[J]. 陳鵬,朱麗慧,劉振宇. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]鈦合金與不銹鋼異種金屬焊接的研究現(xiàn)狀[J]. 呂攀,王克鴻,朱和國(guó). 熱加工工藝. 2017(13)
[3]N+劑量對(duì)304不銹鋼離子注入改性層組織和性能的影響[J]. 金淼,任宇宏,鄒樹(shù)梁,唐德文,呂希建. 熱加工工藝. 2017(08)
[4]316L不銹鋼化學(xué)鍍及超聲輔助化學(xué)鍍鎳磷鍍層性能研究[J]. 郭建章,趙佳. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(02)
[5]不同周期滲銀后表面型抗菌不銹鋼的組織及性能[J]. 孔維歡,侯惠君,盧德宏,韋春貝,張玲玲. 金屬熱處理. 2017(02)
[6]航空零件0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼滲碳層的耐磨性研究[J]. 莫玉梅,楊斌. 鑄造技術(shù). 2017(02)
[7]電弧離子滲鈦對(duì)316L不銹鋼摩擦學(xué)性能的影響[J]. 石佳佳,付志強(qiáng),岳文,王成彪,彭志堅(jiān),于翔,康嘉杰. 稀有金屬材料與工程. 2016(07)
[8]改善鋼鐵材料摩擦學(xué)行為的表面織構(gòu)研究現(xiàn)狀[J]. 劉強(qiáng),林乃明,鄒嬌娟,謝瑞珍,王振霞,馬永,王志華,唐賓. 表面技術(shù). 2016(05)
[9]常用不銹鋼種類及特點(diǎn)[J]. 薄鑫濤. 熱處理. 2016(02)
[10]不銹鋼化學(xué)鍍Ni-Mo-P合金[J]. 黃曉梅,田川,李陽(yáng). 電鍍與環(huán)保. 2016(02)
碩士論文
[1]物理氣相沉積CrN和AlCrN薄膜的摩擦學(xué)性能[D]. 王淑慶.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]CVD金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具TaxC過(guò)渡層的制備及其性能研究[D]. 戎臥龍.太原理工大學(xué) 2016
[3]物理氣相沉積法制備TiN,CrN,TiAlN及TiAlN/氮化復(fù)合涂層的性能研究[D]. 張磊.華中科技大學(xué) 2015
[4]45鋼表面雙輝等離子Fe-Al-Cr-Nb共滲及其性能研究[D]. 朱俊謀.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]4Cr13不銹鋼Nb改性層摩擦磨損及高溫氧化性能研究[D]. 尤凱.太原理工大學(xué) 2013
[6]TiAl基合金雙輝等離子滲NiCoCrAlY工藝及其性能研究[D]. 周鵬.南京航空航天大學(xué) 2013
[7]奧氏體不銹鋼的低溫液體滲氮耐蝕強(qiáng)化工藝研究[D]. 邢海生.機(jī)械科學(xué)研究總院 2011
[8]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的方差分析[D]. 劉明磊.東北林業(yè)大學(xué) 2011
[9]等離子滲金屬技術(shù)制備表面滲銅層抗菌不銹鋼及性能研究[D]. 張景春.桂林電子科技大學(xué) 2011
[10]雙輝等離子滲技術(shù)制備Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂層及性能研究[D]. 尹磊.南京航空航天大學(xué) 2011
本文編號(hào):3297350
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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 不銹鋼簡(jiǎn)述
1.2 不銹鋼的表面處理技術(shù)
1.2.1 表面涂鍍
1.2.2 表面改性
1.3 雙輝等離子表面合金化技術(shù)
1.3.1 基本原理
1.3.2 技術(shù)特點(diǎn)
1.3.3 研究進(jìn)展
1.4 表面織構(gòu)化技術(shù)
1.4.1 加工方法
1.4.2 改善摩擦學(xué)性能的研究
1.4.3 選題背景及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及樣品制備
2.2.1 雙輝等離子表面合金化設(shè)備
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 表面織構(gòu)化316不銹鋼及復(fù)合處理樣品制備
2.3 組織結(jié)構(gòu)和成分分析
2.4 機(jī)械性能
2.4.1 硬度測(cè)試
2.4.2 結(jié)合力測(cè)試
2.5 摩擦磨損性能測(cè)試
2.5.1 摩擦副
2.5.2 潤(rùn)滑脂
2.5.3 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)
2.5.4 磨損率測(cè)定
2.5.5 磨損機(jī)理分析
2.6 耐蝕性能測(cè)試
第三章 等離子滲鈦工藝優(yōu)化和表征
3.1 正交實(shí)驗(yàn)
3.1.1 滲鈦工藝參數(shù)選擇
3.1.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.1.4 最佳工藝參數(shù)的確定
3.2 滲鈦層表征及性能測(cè)試
3.2.1 滲鈦層表面形貌
3.2.2 滲鈦層截面形貌
3.2.3 滲鈦層相結(jié)構(gòu)分析
3.2.4 滲鈦層顯微硬度測(cè)試
3.2.5 滲鈦層結(jié)合力測(cè)試
3.3 復(fù)合處理試樣截面形貌表征
3.4 本章小結(jié)
第四章 316不銹鋼等離子滲鈦層摩擦磨損性能研究
4.1 材料的摩擦磨損
4.1.1 摩擦
4.1.2 磨損
4.2 干摩擦條件下的摩擦磨損性能
4.2.1 316 不銹鋼基體和滲鈦層的摩擦學(xué)性能
4.2.2 316 不銹鋼基體的磨損機(jī)理
4.2.3 滲鈦層的磨損機(jī)理
4.3 潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損性能
4.3.1 316 不銹鋼基體和滲鈦層的摩擦學(xué)性能
4.3.2 316 不銹鋼基體的磨損機(jī)理
4.3.3 滲鈦層的磨損機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
第五章 復(fù)合處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.1 干摩擦條件下的摩擦磨損性能
5.1.1 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.1.2 表面織構(gòu)化316不銹鋼試樣磨損機(jī)理
5.1.3 復(fù)合處理316不銹鋼的磨損機(jī)理
5.2 脂潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損性能
5.2.1 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理處理試樣的摩擦學(xué)性能
5.2.2 表面織構(gòu)化316不銹鋼磨損機(jī)理
5.2.3 復(fù)合處理試樣的磨損機(jī)理
5.3 本章小結(jié)
第六章 表面織構(gòu)化316不銹鋼和復(fù)合處理試樣的耐蝕性能
6.1 開(kāi)路電位測(cè)試及分析
6.2 極化曲線測(cè)試及分析
6.3 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試及分析
6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)氣相沉積MT-TiCN和HT-TiCN涂層的摩擦磨損性能[J]. 陳鵬,朱麗慧,劉振宇. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]鈦合金與不銹鋼異種金屬焊接的研究現(xiàn)狀[J]. 呂攀,王克鴻,朱和國(guó). 熱加工工藝. 2017(13)
[3]N+劑量對(duì)304不銹鋼離子注入改性層組織和性能的影響[J]. 金淼,任宇宏,鄒樹(shù)梁,唐德文,呂希建. 熱加工工藝. 2017(08)
[4]316L不銹鋼化學(xué)鍍及超聲輔助化學(xué)鍍鎳磷鍍層性能研究[J]. 郭建章,趙佳. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(02)
[5]不同周期滲銀后表面型抗菌不銹鋼的組織及性能[J]. 孔維歡,侯惠君,盧德宏,韋春貝,張玲玲. 金屬熱處理. 2017(02)
[6]航空零件0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼滲碳層的耐磨性研究[J]. 莫玉梅,楊斌. 鑄造技術(shù). 2017(02)
[7]電弧離子滲鈦對(duì)316L不銹鋼摩擦學(xué)性能的影響[J]. 石佳佳,付志強(qiáng),岳文,王成彪,彭志堅(jiān),于翔,康嘉杰. 稀有金屬材料與工程. 2016(07)
[8]改善鋼鐵材料摩擦學(xué)行為的表面織構(gòu)研究現(xiàn)狀[J]. 劉強(qiáng),林乃明,鄒嬌娟,謝瑞珍,王振霞,馬永,王志華,唐賓. 表面技術(shù). 2016(05)
[9]常用不銹鋼種類及特點(diǎn)[J]. 薄鑫濤. 熱處理. 2016(02)
[10]不銹鋼化學(xué)鍍Ni-Mo-P合金[J]. 黃曉梅,田川,李陽(yáng). 電鍍與環(huán)保. 2016(02)
碩士論文
[1]物理氣相沉積CrN和AlCrN薄膜的摩擦學(xué)性能[D]. 王淑慶.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]CVD金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具TaxC過(guò)渡層的制備及其性能研究[D]. 戎臥龍.太原理工大學(xué) 2016
[3]物理氣相沉積法制備TiN,CrN,TiAlN及TiAlN/氮化復(fù)合涂層的性能研究[D]. 張磊.華中科技大學(xué) 2015
[4]45鋼表面雙輝等離子Fe-Al-Cr-Nb共滲及其性能研究[D]. 朱俊謀.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]4Cr13不銹鋼Nb改性層摩擦磨損及高溫氧化性能研究[D]. 尤凱.太原理工大學(xué) 2013
[6]TiAl基合金雙輝等離子滲NiCoCrAlY工藝及其性能研究[D]. 周鵬.南京航空航天大學(xué) 2013
[7]奧氏體不銹鋼的低溫液體滲氮耐蝕強(qiáng)化工藝研究[D]. 邢海生.機(jī)械科學(xué)研究總院 2011
[8]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的方差分析[D]. 劉明磊.東北林業(yè)大學(xué) 2011
[9]等離子滲金屬技術(shù)制備表面滲銅層抗菌不銹鋼及性能研究[D]. 張景春.桂林電子科技大學(xué) 2011
[10]雙輝等離子滲技術(shù)制備Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂層及性能研究[D]. 尹磊.南京航空航天大學(xué) 2011
本文編號(hào):3297350
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