發(fā)布時間：2018-05-08 03:19

  本文選題：鎳基合金 + 復合材料　； 參考：《蘭州理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：航空、航天、核工程等現(xiàn)代高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對極端苛刻工況條件下材料的潤滑性能和強度提出了迫切需求。以先進發(fā)動機為代表的高溫部件,不僅要求材料具有較高的力學性能,而且要求材料在寬溫域(RT~1000℃)內具有良好的摩擦學性能。本文采用粉末冶金(高能球磨+真空熱壓燒結)的方法制備了一系列Ni基合金和Ni基復合材料,研究了合金元素和潤滑組元對鎳基材料的組織結構、機械性能和寬溫域內摩擦學性能的影響,并揭示其寬溫域內的潤滑機理。主要研究結果如下:研究了Mo含量對NiCrAl合金組織及力學和摩擦學性能的影響,結果表明:適量的Mo可以改善材料的力學和摩擦學性能;隨著Mo含量的升高,合金的室溫壓縮性能、硬度和密度等均增大,在寬溫域范圍內合金的力學性能下降(600℃除外),600℃出現(xiàn)反常,是由于Mo2C在中溫起強化作用;隨著溫度的升高,合金的摩擦學性能均提高;其中5wt.%的Mo含量的Ni基合金,在寬溫域內具有最優(yōu)的力學及摩擦學性能,其900℃時的摩擦系數(shù)低至0.22、磨損率低至10-6mm3/(Nm)。其優(yōu)異的摩擦學性能主要歸因于磨痕表面形成的由NiO、NiMoO4等潤滑劑組成的摩擦化學反應層。研究了Al元素對NiCrMo合金組織及力學和摩擦學性能的影響,研究結果表明:Al元素的加入減少了合金粉末的團聚,但促進了燒結過程中晶粒的長大,提高了合金的致密度和硬度;含Al的NiCrMoAl合金,在高溫摩擦過程中,摩擦表面各組元發(fā)生了摩擦化學反應,形成了由氧化鉬、氧化鎳和鉬酸鎳等潤滑劑組成的摩擦化學反應層,氧化鉬、氧化鎳和鉬酸鎳等作為高溫潤滑劑,改善了其在高溫下的摩擦學性能;而未含Al的NiCrMo合金,生成了硬質相Cr2O3,且隨著溫度的升高Cr2O3的含量增加,導致磨粒磨損嚴重。研究了固體潤滑劑(Ag、MoS2、Ag/MoS2)對NiCrMoAl合金組織及力學和摩擦學性能的影響,結果表明:10wt.%的Ag的加入,降低了合金室溫~900℃內的摩擦系數(shù),但增加了室溫磨損,高溫下,合金摩擦表面發(fā)生了摩擦化學反應,生成了NiO、MoO2、MoO3和Ag2MoO4等潤滑相,在摩擦過程中,合金材料室溫~900℃內摩擦系數(shù)的降低歸因于Ag、NiO、Mo的氧化物和Ag2MoO4等的協(xié)同潤滑作用;10wt.%的MoS2的加入顯著提高了復合材料在中低溫條件下的摩擦學性能,其優(yōu)異的摩擦學性能主要歸因于NiS、NiO、Mo的氧化物、NiMoO4等潤滑劑的協(xié)同潤滑作用,而700℃以上復合材料的摩擦系數(shù)降低不明顯;當同時加入10wt.%的Ag和10wt.%的MoS2時,復合材料在寬溫域內具有較優(yōu)的摩擦學性能,并且在900℃時,復合材料組元之間由于發(fā)生了摩擦化學反應,生成了Ag2Mo2O7新相,寬溫域內復合材料優(yōu)異的摩擦學性能歸因于Ag、NiS、NiO、Mo的氧化物、NiMoO4、Ag2MoO4和Ag2Mo2O7等潤滑劑的協(xié)同潤滑作用。
[Abstract]:With the development of modern high-tech industries, such as aviation, aerospace and nuclear engineering, the lubrication performance and strength of materials under extremely harsh working conditions are urgently needed. The high temperature components represented by advanced engines require not only high mechanical properties of materials, but also good tribological properties in wide temperature range (RT1000 鈩，

本文編號：1859727