為了深入研究滲硼層中硼化物的性能,采用真空感應熔煉法制備單相硼化物材料。觀察分析制備的硼化物微觀組織,測試其力學性能。采用MMU-5G型銷-盤式摩擦磨損試驗機,在干摩擦條件下,研究了不同載荷下單相硼化物的摩擦學性能,觀察其磨損表面形貌特征,探討其磨損方式。結果表明:制備的硼化物為單一相,試樣純度高,試樣的平均顯微硬度為HV2065,平均斷裂韌性值為1.68 MPa·m^1/2;硼化物的斷口處沒有宏觀的塑性變形,斷口齊平光亮,表現為脆性斷裂特征;干摩擦條件下隨著載荷從10 N增加到30 N,硼化物的摩擦因數先降低后增加,20 N載荷時達到最小值,而其磨損量隨著載荷的增加不斷上升;隨著載荷從10 N增加到30 N,磨損表面的粗糙度先逐漸上升后急劇上升;10～20 N載荷下,硼化物的磨損以磨粒磨損為主,而25～30 N載荷下,硼化物的主要磨損方式從磨粒磨損轉變?yōu)榇嘈云茡p。 

【文章來源】：潤滑與密封. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

Fe-B二元合金相圖

采用Leica DMI 5000M 光學顯微鏡對制備試樣進行金相組織觀察。同時,采用Rigaku D/Max-2400型X射線衍射儀對熔鑄試樣進行物相分析。所用射線為Cu-Kα,掃描的角度范圍為15°～85°,掃描速度2°/s,步進0.02°。采用HXD-1000TMC型顯微硬度計對塊體硼化物試樣進行硬度測試,加載力為0.49 N,保壓時間為15 s。由于硼化物具有較大的脆性,采用陶瓷材料常用的單邊切口梁法測試其斷裂韌性。測試儀器為eMT-5104A型電子多功能試驗機。試驗中斷裂韌性的試樣尺寸為3 mm×4 mm×20 mm,切口深度為1.33 mm,沿著4 mm方向開口,如圖2所示。單邊切口梁法測KIC值,按公式(1)計算。

圖3所示為制備的硼化物試樣顯微組織圖和對應的XRD圖譜。通過圖3(a)可以看出制備材料為單一相,沒有明顯的其他相存在,并且其晶粒為不規(guī)則方塊。圖3(b)對應的衍射結果較為簡單,XRD圖譜中只檢測到了FeB的衍射峰,無其他物相的衍射峰出現,試樣純度高。表征結果證明了依據相圖分析合理設計原料配比,通過嚴格控制真空熔煉的一系列要求和條件,制備所得到的硼化物試樣和理論設計結果一致。2.2 硼化物的力學性能及斷口形貌觀察

【參考文獻】：
期刊論文
[1]FeB和Fe2B價電子結構與鋼表面滲硼層硬化本質[J]. 劉偉東,張旭,屈華.  材料導報. 2018(04)
[2]碳化硅陶瓷摩擦磨損性能及摩擦過程中接觸應力分析[J]. 季春云,金曉怡,陳志鵬.  潤滑與密封. 2018(02)
[3]DD6單晶高溫合金低周疲勞斷裂特征的研究[J]. 胡春燕,劉新靈,陶春虎.  失效分析與預防. 2014(04)
[4]滲硼對鋼鐵表面組織與性能影響的研究現狀[J]. 慕東,王渠東,沈保羅.  材料導報. 2009(07)
[5]4Cr13不銹鋼滲硼工藝及滲層組織研究[J]. 楊凱軍,王西科,朱世杰.  鄭州大學學報(工學版). 2003(01)

碩士論文
[1]AISI316L不銹鋼與TC4鈦合金異種金屬焊接組織及性能研究[D]. 宋庭豐.西南交通大學 2018



本文編號：3308060