镍基高温复合自润滑材料的制备与性能研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文镍基高温复合自润滑材料的制备与性能研究作者姓名：张洪龙指导教：陈岁元教授东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：材料学论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：宗亚平评阅人：陈辉、张滨东北大学2014年6月万方数据AThesisinmaterialsscienceIIlllllIIllIIllI!lY2994843PreparationandProperitiesResearchofNi--BasedhightemperatureSelf-

2、LubricatingCompositesByZhangHonglongSupervisor：ProfessorChenSuiyuanNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者虢獬燕笼日期：肋心么三7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学

3、位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：多遐进勉签字日期：1刀Ⅳ。f砂7f两年囤翩签名利，节也签字日期：也鑫姒多，哼万方数据东北大学硕士学位论文摘要镍基高温复合自润滑材料的制备与性能研究摘要随着食品、纺织及冶金行业的高速发展，人们对在高速高温工况条件下运行的摩擦零件提出了更高的要求。鉴于润滑油脂不可避免的会对环境造成污染，发展在高温高速环境下使用的具有良好耐磨性及

4、自润滑性能的复合材料具有实际的应用及研究价值。镍基合金以其良好的抗氧化、抗腐蚀及高温力学性能而得到了广泛的应用。本文以Ni20Cr合金为基体，加入镍包石墨、BN及共晶BaF2／CaF2混合物为润滑相，采用粉末冶金的方法制备了镍基高温多相复合自润滑材料，并利用OM、SEM、XRD、EDS、摩擦磨损试验及力学性能试验等手段对制备的复合材料的组织结构、显微形貌、力学性能与摩擦磨损性能及其机理进行了系统的研究。结果表明：烧结温度为1220。C，烧结保温时间为3．5h时，镍基合金复合材料获得了最高的力学性能。随着镍包石墨含量的增加，制备材料的密度、硬度及压溃强度呈下降趋势。镍包覆石墨改

5、善了润滑相与基体镍晶粒的浸润性，当镍包石墨的质量分数为10wt．％．20wt．％时，复合材料的硬度达到90HV-110HV，压溃强度达到350MPa．450MPa；复合BN对烧结的阻碍作用使得复合材料的密度降低，孔隙度升高，硬度及压溃强度下降，当BN的含量为2wt．％时，材料的组织结构及力学性能较好。当添加6wt．％一12wt．％的BaF2／CaF2进行复合制备时，含2wt．％BN的镍基复合自润滑材料由于BaF2／CaF2填充孔隙的作用改善了其显微组织结构及力学性能，复合材料硬度为l12．9HV-119．6HV，压溃强度为346．47MPa．436．02MPa：而添加了10w

6、t．％镍包石墨及2wt．％BN的Ni20Cr-BN．C-BaF2．CaF2材料，当BaF2／CaF2含量为8wt．％时，样品硬度达到最高的66．1HV、压溃强度达到最高的236．64Ⅳ口a。不同润滑相的Ni20Cr基复合自润滑材料其摩擦磨损性能及机理不同。未添加任何润滑相的样品摩擦系数为0．49左右，磨损量约为0．744mg／m，表现出了严重的粘着磨损现象，加入2wt．％BN后，Ni20Cr复合材料的粘着磨损有所改善，摩擦系数及磨损量降低；石墨大大降低了材料发生粘着磨损的倾向，含10wt．％T丌万方数据东北大学硕士学位论文摘要镍包石墨的镍基复合材料表现出了典型的磨粒磨损的特征

7、；加入2wt．％BN及8wt．％BaF2／CaF2的镍基复合材料其磨损量降低为0．083mg／m，摩擦系数降低为0．31：而同时加入2wt．％BN、10wt．％镍包石墨及8wt．％BaF2／CaF2的材料获得了最低的摩擦系数0．27及较低的磨损量0．114mg／m，其磨损机理为磨粒磨损、表面疲劳磨损及轻微的氧化磨损。关键词：镍基高温自润滑材料；镍包石墨；BN；BaF2／CaF2：摩擦磨损IV万方数据东北大学硕士学位论文AbstractPreparationandProperitiesResearchof