鐵基高溫自潤滑材料的制備及其摩擦學特性研究
發(fā)布時間：2021-08-09 06:00
采用粉末冶金技術,以石墨和自生氧化物為潤滑相,并添加了鉬、鎳、銅等合金化元素,在氫氣保護氣氛下制備了在室溫～450℃下可連續(xù)使用的鐵基高溫自潤滑材料。通過金相顯微鏡和XRD衍射儀觀察和分析其微觀組織結構,使用高溫摩擦磨損試驗機測試了材料在不同工況條件下的摩擦磨損性能,并測試了材料的密度、硬度和抗壓強度,最后通過SEM掃描電鏡、EDS能譜儀以及XRD衍射儀等儀器分析了摩擦磨損機理。研究結果表明：不同成分的鐵基自潤滑材料在摩擦過程中表現出了相似的磨損機制,材料表面由金屬碳化物和少量金屬固溶體形成的強化相決定了其在組織上的耐磨性,材料中的石墨以及在摩擦過程中生成的金屬氧化物,是材料具有良好高溫減摩性能的主要原因。在Fe-MO-石墨自潤滑材料中添加Ni、Cu等元素,可有效提高材料的合金化程度,進而提高材料的力學性能。這主要是因為金屬固溶體和大量金屬碳化物強化相的生成,從而增強了基體強度。Ni、Cu的加入能夠明顯改善Fe基復合材料的摩擦磨損性能,在高溫條件下摩擦系數隨Ni、Cu加入后降低的趨勢更加明顯,當銅含量為15wt%,Fe-Mo-Ni-Cu-石墨材料在500℃時,干摩擦條件下的平均摩擦系數...
【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 固體自潤滑材料概述
1.2 固體潤滑劑的分類
1.2.1 軟金屬固體潤滑劑
1.2.2 金屬化合物固體潤滑劑
1.2.3 無機物固體潤滑劑
1.2.4 有機物固體潤滑劑
1.3 固體潤滑劑的性能及高溫條件下的應用
1.3.1 固體潤滑劑具備的性能
1.3.2 固體潤滑劑在高溫條件下的應用
1.3.3 固體潤滑劑的協同效應
1.4 固體自潤滑材料的研究現狀
1.4.1 金屬基自潤滑材料
1.4.2 陶瓷基自潤滑材料
1.4.3 聚合物基自潤滑材料
1.5 金屬基自潤滑材料的制備方法
1.5.1 粉末冶金法
1.5.2 熔煉鑄造法
1.5.3 表面技術
1.5.4 其他方法
1.6 課題研究的主要內容
1.6.1 鐵基自潤滑材料的制備工藝研究
1.6.2 摩擦學特性及自潤滑機理分析
1.7 課題研究的背景及意義
1.8 課題的創(chuàng)新性
第2章 鐵基自潤滑材料的制備工藝及性能測試方法
2.1 引言
2.2 技術路線
2.3 試驗原材料與試驗設備
2.3.1 試驗原料
2.3.2 試驗設備
2.4 制備工藝
2.4.1 混料
2.4.2 壓制成型及脫模
2.4.3 試樣燒結
2.5 自潤滑材料的物理及力學性能測試
2.5.1 密度測定
2.5.2 硬度測定
2.5.3 材料力學性能測試
2.5.4 摩擦學性能測試
2.6 自潤滑材料的微觀組織分析
2.6.1 金相組織
2.6.2 XRD物相分析
2.6.3 SEM表面形貌分析
2.6.4 表面元素分析
第3章 石墨對Fe-Mo-石墨自潤滑材料摩擦學性能的影響
3.1 引言
3.2 實驗過程
3.2.1 實驗原料
3.2.2 樣品制備
3.2.3 性能測試
3.3 結果與討論
3.3.1 金相組織分析
3.3.2 材料組織成分分析
3.3.3 摩擦磨損特性研究
3.3.4 對偶盤磨損形貌分析
3.3.5 對偶盤磨損表面成分分析
3.4 本章小結
第4章 添加Ni、Cu對Fe-Mo-石墨自潤滑材料摩擦學性能的影響
4.1 引言
4.2 實驗過程
4.2.1 試驗原料
4.2.2 材料制備
4.2.3 材料性能與測試
4.3 結果與討論
4.3.1 三種材料的金相微觀組織
4.3.2 三種燒結材料的XRD分析
4.3.3 摩擦磨損性能分析
4.3.4 復合材料磨損形貌和表面分析
4.4 結論
第5章 銅含量對Fe-Mo-Ni-Cu-石墨自潤滑材料摩擦學特性的影響
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 實驗原料
5.2.2 材料制備
5.2.3 性能測試與分析
5.3 結果與討論
5.3.1 自潤滑材料的燒結
5.3.2 自潤滑材料的微觀組織
5.3.3 自潤滑材料的XRD分析
5.3.4 自潤滑材料的微觀組織
5.3.5 摩擦對偶盤磨損形貌分析
5.3.6 材料摩擦表面XRD成分分析
5.4 結論
結論與展望
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學術論文目錄)
本文編號：3331513
【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 固體自潤滑材料概述
1.2 固體潤滑劑的分類
1.2.1 軟金屬固體潤滑劑
1.2.2 金屬化合物固體潤滑劑
1.2.3 無機物固體潤滑劑
1.2.4 有機物固體潤滑劑
1.3 固體潤滑劑的性能及高溫條件下的應用
1.3.1 固體潤滑劑具備的性能
1.3.2 固體潤滑劑在高溫條件下的應用
1.3.3 固體潤滑劑的協同效應
1.4 固體自潤滑材料的研究現狀
1.4.1 金屬基自潤滑材料
1.4.2 陶瓷基自潤滑材料
1.4.3 聚合物基自潤滑材料
1.5 金屬基自潤滑材料的制備方法
1.5.1 粉末冶金法
1.5.2 熔煉鑄造法
1.5.3 表面技術
1.5.4 其他方法
1.6 課題研究的主要內容
1.6.1 鐵基自潤滑材料的制備工藝研究
1.6.2 摩擦學特性及自潤滑機理分析
1.7 課題研究的背景及意義
1.8 課題的創(chuàng)新性
第2章 鐵基自潤滑材料的制備工藝及性能測試方法
2.1 引言
2.2 技術路線
2.3 試驗原材料與試驗設備
2.3.1 試驗原料
2.3.2 試驗設備
2.4 制備工藝
2.4.1 混料
2.4.2 壓制成型及脫模
2.4.3 試樣燒結
2.5 自潤滑材料的物理及力學性能測試
2.5.1 密度測定
2.5.2 硬度測定
2.5.3 材料力學性能測試
2.5.4 摩擦學性能測試
2.6 自潤滑材料的微觀組織分析
2.6.1 金相組織
2.6.2 XRD物相分析
2.6.3 SEM表面形貌分析
2.6.4 表面元素分析
第3章 石墨對Fe-Mo-石墨自潤滑材料摩擦學性能的影響
3.1 引言
3.2 實驗過程
3.2.1 實驗原料
3.2.2 樣品制備
3.2.3 性能測試
3.3 結果與討論
3.3.1 金相組織分析
3.3.2 材料組織成分分析
3.3.3 摩擦磨損特性研究
3.3.4 對偶盤磨損形貌分析
3.3.5 對偶盤磨損表面成分分析
3.4 本章小結
第4章 添加Ni、Cu對Fe-Mo-石墨自潤滑材料摩擦學性能的影響
4.1 引言
4.2 實驗過程
4.2.1 試驗原料
4.2.2 材料制備
4.2.3 材料性能與測試
4.3 結果與討論
4.3.1 三種材料的金相微觀組織
4.3.2 三種燒結材料的XRD分析
4.3.3 摩擦磨損性能分析
4.3.4 復合材料磨損形貌和表面分析
4.4 結論
第5章 銅含量對Fe-Mo-Ni-Cu-石墨自潤滑材料摩擦學特性的影響
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 實驗原料
5.2.2 材料制備
5.2.3 性能測試與分析
5.3 結果與討論
5.3.1 自潤滑材料的燒結
5.3.2 自潤滑材料的微觀組織
5.3.3 自潤滑材料的XRD分析
5.3.4 自潤滑材料的微觀組織
5.3.5 摩擦對偶盤磨損形貌分析
5.3.6 材料摩擦表面XRD成分分析
5.4 結論
結論與展望
參考文獻
致謝
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