论文题目: 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金的凝固组织及摩擦磨损性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料工程
作者: 王敏
导师: 周勇敏,张振忠
关键词: 深过冷,偏晶合金,凝固组织,组织演化,自润滑材料,摩擦磨损
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以Ni-Pb-Cu偏晶合金为研究对象，在大气下采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法获得深过冷，制备了不同过冷度的Ni-20Pb-3Cu（wt.％）亚偏晶、Ni-31.5Pb-3Cu（wt.％）偏晶和Ni-50Pb-3Cu（wt.％）过偏晶合金试样。借助于红外测温、XRD、SEM、EDAX等分析手段，研究了该合金系的冷却曲线、组织类型、组织尺度随过冷度的演化规律以及组织形成机制；系统测量了不同合金、不同过冷度试样在干摩擦工况下的摩擦系数、磨损量以及硬度等力学指标；研究了不同成分及过冷度合金凝固组织对摩擦磨损性能的影响。另外，通过对其摩擦形貌的观察和摩擦磨损机理的探讨，以及两者的综合对比，得出了性能较优越的合金成分及过冷度，为熔体法制备大体积均质偏晶合金自润滑材料及深过冷偏晶合金自润滑材料制备的理想条件及发展方向提供技术基础。以上研究包括的主要内容和获得的结论如下： （1）提出了在大气下采用熔融玻璃净化和循环过热相结合获得深过冷的方法，制备均质化偏晶合金的构思，并为制备大体积偏晶合金金属基自润滑材料的可行性提供了理论基础和技术支持。 （2）较系统地研究了不同成分、不同过冷度范围深过冷Ni-Pb-Cu合金的偏晶合金冷却曲线类型。研究发现：所有合金的深过冷再辉曲线（△T＜280K）均遵循随着过冷度越大，再辉度越大，一次再辉速率越高，总的凝固时间越短的规律。 （3）研究发现：随着过冷度的增加，Ni-20Pb-3Cu亚偏晶、Ni-31.5Pb-3Cu（wt.％）偏晶、Ni-50Pb-3Cu过偏晶合金凝固组织的α-Ni相均存在两次粒化现象。三种成分合金凝固组织发生两次粒化的临界过冷度△T1、△T2分别为79K、199K；53K、148K；48K、115K。 （4）采用深过冷方法可制备出大体积均质化偏晶合金试样。在本文实验条件下，三种成分合金较佳的均质化制备条件为：Ni-20Pb-3Cu合金：过冷度△T≥199K；Ni-31.5Pb-3Cu合金：过冷度△T≥120K；Ni-50Pb-3Cu合金：过冷度△T≥192K。 （5）研究发现：在低过冷度下，Ni-Pb-Cu合金凝固组织中的α相尺度随着过
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 偏晶合金均质化制备研究现状
1.1.1 偏晶合金的凝固特点
1.1.2 现有难混溶偏晶合金的均质化制备技术
1.2 大体积液态金属深过冷方法及深过冷偏晶合金研究现状
1.2.1 液态金属深过冷的原理
1.2.2 液态熔体深过冷理论模型
1.2.3 深过冷偏晶合金研究现状
1.3 金属基自润滑复合材料及摩擦磨损机制研究现状
1.3.1 金属基固体自润滑材料摩擦磨损机理
1.3.2 金属基体材料和固体润滑剂
1.3.3 金属基固体自润滑材料的制备
1.4 小结
第二章 研究目标、内容及方法
2.1 研究目标、内容及技术路线
2.1.1 研究目标
2.1.2 研究内容
2.1.3 技术路线
2.2 合金成分设计
2.2.1 基体材料的选择
2.2.2 固体润滑剂的选择
2.2.3 选择Ni-Pb-Cu合金系的优点
2.2.4 Ni-Pb及Ni-Pb-Cu合金系平衡凝固规律的初步分析
2.3 实验装置
2.4 实验方法
2.4.1 合金熔配
2.4.2 液态金属净化方法
2.4.3 金相试样的制备和组织分析
2.5 摩擦磨损试验
2.5.1 摩擦磨损试样的制备
2.5.2 摩擦性能的测量
5.3.3 磨损表面形貌的观察
第三章 深过冷Ni-Pb-cu偏晶合金凝固组织演化规律
3.1 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金冷却曲线
3.2 深过冷Ni-20Pb-3Cu(wt.%)亚偏晶合金凝固组织演化规律
3.3 深过冷Ni-31.5Pb-3Cu(wt.%)偏晶合金凝固组织演化规律
3.4 深过冷Ni-50Pb-3Cu(wt.%)过偏晶合金凝固组织演化规律
3.5 特征过冷度确定
3.5.1 α-Ni相两次粒化临界过冷度确定
3.5.2 均质化制备特征过冷度确定
3.6 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金的组织演化规律
3.6.1 Ni-20Pb-3Cu(wt.%)亚偏晶合金
3.6.2 Ni-31.5Pb-3Cu(wt.%)偏晶合金
3.6.3 Ni-50Pb-3Cu(wt.%)过偏晶合金
3.7 深过冷Ni-Pb-Cu合金凝固组织的尺度演化
3.8 本章小结
第四章 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金凝固组织演化机制
4.1 过冷熔体枝晶生长的BCT模型
4.2 过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金熔体凝固组织演化机制
4.2.1 Ni-31.5Pb-3Cu偏晶合金
4.2.2 Ni-20Pb-3Cu亚偏晶合金
4.2.3 Ni-50Pb-3Cu过偏晶合金
4.3 本章小结
第五章 深过冷偏金合金凝固组织与摩擦磨损性能的关系
5.1 摩擦磨损概述
5.1.1 干摩擦理论
5.1.2 磨损的分类
5.1.3 金属材料的干滑动磨损性能
5.2 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金的凝固组织及硬度变化规律
5.3 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金的在定速定载、干摩擦条件下的摩擦磨损性能
5.4 深过冷Ni-Pb-Cu偏晶合金的在定速定载条件下的摩擦形貌
5.4.1 亚偏晶Ni-20Pb-3Cu合金摩擦磨损形貌分析
5.4.2 偏晶合金Ni-31-5Pb-3Cu的摩擦形貌分析
5.4.3 过偏晶合金Ni-50Pb-3Cu摩擦磨损形貌分析
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
成果
致谢
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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