微晶玻璃/H300特种铸铁、45钢摩擦磨损特性研究

摘要

钙铝硅系微晶玻璃具有密度低、机械强度高、耐磨损、化学稳定性好等特性，它在航天航空、机械、建筑和化学工程上具有广阔的应用前景，且组成该材料的氧化物原料资源丰富。因此，近年来微晶玻璃的开发研究十分活跃。有关微晶玻璃的组成与性能、分相与析晶方面已开展了一定的研究，但在如何提高其耐磨性能，进一步扩大其在耐磨、耐腐蚀结构件上的使用范围，目前尚缺乏深入研究。本文旨在研究一种微晶玻璃材料的耐磨性能，以更好地满足工程领域对高性能结构材料应用的需求。 摩擦与磨损是工程材料的重要服役性能之一。本文采用MM-1000型摩擦磨损试验机，在不同法向应力和不同转速条件下，对微晶玻璃/H300特种铸铁、45钢的摩擦磨损特性进行试验研究。特别探讨了载荷、转速对微晶玻璃摩擦磨损性能的影响，应用现代表面测试技术和摩擦学原理分析了该材料的磨损机理。结果表明，微晶玻璃/H300的距离平均摩擦系数比较稳定，微晶玻璃/45钢的距离平均摩擦系数变化比较大。微晶玻璃及对磨副的磨损量均不大。微晶玻璃/H300的接触表面温升略低于微晶玻璃/45钢的温升。微晶玻璃的磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳断裂，伴随的磨损现象主要表现为：微观切削、犁沟、元素转移和脆性断裂。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1微晶玻璃的概况

1.1.1微晶玻璃的制备

1.1.1微晶玻璃的种类

1.1.2微晶玻璃的特点

1.2微晶玻璃的强韧方法

1.2.1表面应力法增强微晶玻璃

1.2.2热压成形法增强微晶玻璃

1.2.3纤维增强微晶玻璃

1.2.4溶胶-凝胶涂层增强微晶玻璃

1.2.5 ZrO2增强、增韧微晶玻璃

1.3微晶玻璃的应用

1.4微晶玻璃的摩擦磨损性能研究现状

1.4.1微晶玻璃的疲劳行为

1.4.2微晶玻璃的磨损失效

1.4.3显微结构对微晶玻璃摩擦磨损特性的影响

1.5本论文的研究意义及主要内容

1.5.1研究意义

1.5.2研究内容

第2章 摩擦磨损试验简介

2.1试验材料

2.1.1材料性能

2.1.2设计加工

2.2试验装置

2.2.1 MM-1000型摩擦磨损试验机

2.2.2试验数据的采集

2.2.3试验参数

2.3分析方法

2.4.1摩擦系数计算

2.4.2磨损量测量

2.4.3摩擦面温度测量

2.4.4磨损形貌的检测

2.4试验步骤

第3章 试验结果与讨论

3.1微晶玻璃/H300特种铸铁

3.1.1不同初速度下的摩擦系数变化曲线

3.1.2初速度和法向应力对磨损量的影响

3.1.3摩擦表面温升

3.2微晶玻璃/45钢

3.2.1不同初速度下的摩擦系数曲线

3.2.2初速度和法向应力对磨损量的影响

3.2.3摩擦表面温升

3.3两组对磨副的比较

3.3.1瞬时摩擦系数随时间的关系曲线

3.3.2平均摩擦系数随转速的关系曲线

3.3.3磨损量

3.3.4摩擦表面温升

3.4小结

第4章 摩擦磨损机理分析

4.1磨损形貌

4.1.1微晶玻璃/H300特种铸铁

4.1.2微晶玻璃/45钢

4.2元素转移

4.2.1微晶玻璃/H300特种铸铁

4.2.2微晶玻璃/45钢

4.3磨损失效机理探讨

4.3.1塑性变形

4.3.2磨屑层的形成

4.3.3摩擦副的疲劳破坏

4.4小结

结论与展望

主要结论

研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文