元素扩散影响高铝青铜喷焊层摩擦磨损性能的研究

【摘要】本课题组自主研发的耐磨减摩耐蚀新型高铝青铜具有强度高、耐磨损等优点,边界条件下摩擦系数可降至0.8。但这种材料硬度较高不易加工,且材质脆,在拉伸压延过程中容易出现整体脆断现象。为了将该种材料应用在工业中,采用等离子喷焊技术将高压气雾水冷制成的高铝青铜合金粉末制备成涂覆层,解决了块体合金难加工及在应用中易脆断的问题。本文研究元素扩散导致组织形貌及各相体积分数发生变化,进一步探讨组织形貌及各相体积分数对其摩擦磨损性能机理的影响规律,并且对涂覆层采用不同温度的热扩散处理,考察热处理温度对喷焊层力学性能和摩擦性能的影响,得到以下结论：1)45#钢基体薄喷焊层(涂层厚度为2mm)表面Fe元素含量较厚喷焊层少,但喷焊层中组织偏析较严重,k相颗粒分布间距减小,在摩擦过程易与对摩件黏着、脱落成为磨粒,使摩擦性能变差。磨损机制以黏着磨损为主,随载荷增大,摩擦系数大,磨损机制为粘着磨损与磨粒磨损。2)ZQA1-4铝青铜基体喷焊层中脆性共晶组织(α+γ2呈网状分布,断裂韧性对材料的磨损起支配作用,载荷较高时,磨损机制为疲劳磨损与磨粒磨损。3)T3紫铜基体喷焊层中细小k相均匀分布在固溶度较大的β’相中,喷焊层硬度高、抵抗弹性变形能力提高,摩擦系数较小,粘着和疲劳磨损机制得到抑制,主要为轻微磨粒磨损。4)受喷焊层内部热传输和界面元素扩散的影响,厚喷焊层(涂层厚度为5mm)中随分隔层的位置距界面从2mm、3mm增加到4mm的过程中,k相含量与Fe元素含量变化一致,在4mm处Fe元素含量达到最低k相含量最低。靠近基材的喷焊层中k相组织呈粗大树枝状分布,喷焊层与对摩件的组织相容性增加,以严重黏着磨损为主。随分隔层位置从基体到喷焊层纵深方向延伸,喷焊层中Fe元素含量下降,且向点状、细小树枝状转变。k相之间间距增大,抑制了黏着磨损,距界面4mm的喷焊层耐磨性能最好。5)T3基材喷焊层经480℃热扩散处理后,涂层耐磨性能最好。中温热处理后,喷焊层的组织均匀性得到提高,同时残余应力降低,对提高涂层表而抵抗疲劳破坏起到了积极的作用；喷焊层表面的大量的硬质相分布均匀,抵抗显微切削和挤压作用的能力增强,磨损性能提高。
【作者】何艳艳；
【导师】李文生；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】高铝青铜；等离子喷焊层；界面扩散；热扩散处理；磨损机理；

【参考文献】
[1]银建霞.人工蜂群算法的研究及其应用[D].西安电子科技大学,运筹学与控制论,2012,硕士.
[2]安松松.β-环糊精及其衍生物包合物的研究与分析应用[D].兰州大学,分析化学,2013,硕士.
[3]郭俊玲.主板上市公司盈余质量研究[D].北方工业大学,会计学,2014,硕士.
[4]王江涛.环境约束下山东省能源利用效率研究[D].山东财经大学,国民经济学,2012,硕士.
[5]谷雨.基于粗糙集和概念格的入侵检测研究[D].云南师范大学,2003.
[6]吴昊.高速转台采样与控制问题研究[D].哈尔滨工业大学,控制工程,2013,硕士.
[7]司昕,施社平.ASON光节点设备技术的现状与进展[J].现代电信科技.2004(02)
[8]杜磊.禁止令适用问题研究[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[9]张跃银.临床医学专业构建综合能力本位教学模式的研究[D].西南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[10]滕予非,王锡凡,邓敏.分频输电系统变频器桥臂不导通故障及相关问题[J].电力系统自动化,2008,07:69-72+97.
[11]祝海峰.超分子结构功能材料组装及其在复合材料中的应用研究[D].北京化工大学,应用化学,2011,博士.
[12]张武.损坏或分片Ooxml文档的文本内容恢复技术研究[D].杭州电子科技大学,计算机技术,2014,硕士.
[13]王桂敏.山东省滕州市50岁及以上居民白内障患病率及手术服务利用研究[D].山东大学,社会医学与卫生事业管理（专业学位）,2013,硕士.
[14]孙锡莹,武涛,邱海霞,高建平.还原氧化石墨烯水溶胶与气溶胶的制备及其应用[J].化学与生物工程,2013,09:23-26.
[15]赵延龄.保持特色,继续促进行业的发展——对《电池》的希望[J].电池.1988(02)
[16]王欢.基于立体视觉的LED手术无影灯自适应调光技术基础研究[D].南京航空航天大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[17]汤耀林.加热炉出钢顺序控制系统[J].冶金自动化,1997,02:39-41.
[18]刘珊.TNF-α增强Doxorubicin抗肿瘤作用机制的研究[D].苏州大学,细胞生物学,2014,硕士.
[19]李菊芳.建筑结构基于能量的地震反应分析及设计方法[D].西安建筑科技大学,结构工程,2004,硕士.
[20]吴伟强,彭江,吴安琪.地铁文化建设的基本内涵——以杭州地铁为例[J].未来与发展,2013,06:38-41.
[21]高洪强,李套山,钱绍瑚.提高前置滤波低截频改善地震资料分辨率[J].石油地球物理勘探,1995,S2:138-143+182.
[22]王土.草鱼呼肠孤病毒混合感染及其致细胞病变效应的蛋白组学分析[D].上海海洋大学,临床兽医学,2013,硕士.
[23]陈文波.县级国税部门企业所得税分类管理问题研究[D].湘潭大学,公共管理,2011,硕士.
[24]陈蓓妮.一种面向XQuery查询语言的测试模型研究[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[25]李伟.不同定植方式对水稻低位再生特性和产量品质的影响[D].湖南农业大学,作物栽培学与耕作学,2004,硕士.
[26]岳晓月.基于碳纳米管的电化学传感器在有机磷农药残留和儿茶酚检测中的应用[D].西北农林科技大学,2014.
[27]胡皓涵.有限数量阵元时间反演性能分析[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[28]于美晨.建国60年中国古代文化典籍外译书目研究[D].北京外国语大学,比较文学与世界文学,2013,硕士.
[29]陈翰苑.贝多芬《月光奏鸣曲》若干演奏版本比较研究[D].湖南师范大学,音乐学,2014,硕士.
[30]曾带玲.欧盟航空碳关税的合法性分析[D].湖南师范大学,国际法学,2014,硕士.
[31]韩冬青.北京地铁模拟制动机试验检测系统[J].现代城市轨道交通.2005(01)
[32]郑淑立.Sphk1对缺血性脑损伤的双重作用[D].苏州大学,医学神经生物学,2014,硕士.
[33]刘亚峰.基于冷原子和腔QED的量子模拟和量子计算[D].中国科学技术大学,光学,2014,博士.
[34]陈广振.宅基地使用权法律制度研究[D].山东财经大学,民商法学,2014,硕士.
[35]邓时滨,凌曦,徐伟高,张锦.碳纳米管限域分子的拉曼信号检测[A].中国物理学会光散射专业委员会.第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C].中国物理学会光散射专业委员会:,2011:1.
[36]樊经洋.试论清代考据学影响下的日本江户时期《素问》研究[D].北京中医药大学,中医医史文献,2014,硕士.
[37]孙美琳.近30年中国电视广告中女性形象的建构[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[38]李明.教师激励策略研究[D].华东师范大学,教育学原理,2013,硕士.
[39]孙海珍.化学教学中情感教学策略的实验研究[D].广西师范大学,教育,2003,硕士.
[40]魏静波.计算机自动排课的技术研究[D].大连铁道学院,2003.
[41]王春芳.高温液相对水泥熟料形成动力学的影响[D].济南大学,材料学,2012,硕士.
[42]汤俊.含三氰基呋喃的杂化非线性光学材料的制备及性能研究[D].浙江大学,材料工程（专业学位）,2013,硕士.
[43]郝晓飞.抗慢性阻塞性肺病药物阿地溴铵的合成方法研究[D].河北医科大学,药物化学,2014,硕士.
[44]陶俊.三峡库区不同护坡草本根系分布对土壤理化性质的时间尺度效应[D].西南大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[45]尹青.内质网应激参与H_2O_2诱导的视网膜神经节细胞的凋亡[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[46]徐润基.中小学教师“师德高标”的困境与超越[D].华中师范大学,教育管理,2013,硕士.
[47]胡听汀.唐墓出土三彩陶器研究[D].复旦大学,文物学,2012,硕士.
[48]黄志成.晚清《申报》的国民程度观[D].华中师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[49]涂东怀.2-三氟甲基丙烯酸甲酯及其聚合物的合成与性质[D].西安工程大学,化学工艺,2012,硕士.
[50]谢茂林.不动产登记制度研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.