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《江苏大学》 2011年
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严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变

魏敏先  
【摘要】:氧化磨损是大气下由摩擦生热或高温摩擦引起的,广泛出现在如材料加工、热机、发电、运输等许多领域,是一种普遍的磨损现象和重要的失效形式,对构件的磨损行为和寿命有着决定性的影响。氧化磨损轻微-严重磨损转变将带来构件的快速失效,危害极大,是严酷工况下干滑动磨损,特别是高温磨损中具有共性的物理化学过程。钢铁材料的氧化磨损及轻微-严重磨损转变是严酷工况下重要的摩擦学及材料科学问题,其研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文系统地研究了典型钢铁材料在不同工况条件下的摩擦磨损行为和磨损机理,探讨了钢铁材料的成分、组织及性能与氧化磨损和耐磨性的关系,重点研究了严酷工况下氧化磨损及轻微-严重磨损的转变。 研究发现,钢铁材料随着温度和载荷的增加,磨损机制发生转变,在严酷工况下发生轻微-严重磨损转变,且具有氧化磨损特性。率先提出了氧化磨损轻微-严重磨损转变和转变区的概念,揭示了钢铁材料在严酷工况下干滑动磨损失效的物理本质。明确指出了当前氧化磨损概念的模糊使用问题,强调氧化磨损和氧化轻微磨损是具有不同的磨损行为的两类氧化磨损,前者符合Quinn提出的氧化磨损理论;后者已超越轻微磨损,其磨损行为取决于摩擦氧化物和基体的共同作用。建议在今后研究中应明确区分氧化轻微磨损(Oxidative mild wear)和氧化磨损(Oxidative wear)。阐明了目前广为采用的Lim和Ashby钢的磨损图中存在的问题,并进行了修正。 实验结果表明,摩擦氧化物的减磨作用与氧化物的数量(或厚度)以及基体的强度或热强度直接相关,氧化物是否减磨取决于磨损时基体的硬度或强度。材料的耐磨性与显微组织及性能的关系依赖于磨损机理。粘着磨损耐磨性要求材料具有高的硬度或强度和一定的断裂抗力;而高温氧化磨损的耐磨性取决于钢的强度(或硬度)和断裂强度(或韧性)以及热稳定性。研究发现,铬含量的增加提高钢的抗氧化性,阻碍摩擦氧化物的形成,推迟氧化磨损的出现,高铬钢高的高温耐磨性归因于铬对氧化物和基体及结合的强化。石墨在室温、低载时具有润滑作用,降低磨损;而在高载时增加磨损。高温下石墨还原氧化物,损害了减磨作用。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG115.58

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【引证文献】
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1 余建平;崔向红;王树奇;;7075铝合金干滑动磨损行为研究[J];有色金属工程;2013年05期
【参考文献】
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1 黄勇,樊发珍;球墨铸铁的干式滑动磨损特性研究[J];电站辅机;2001年02期
2 兰杰,贺俊杰,丁文江,王渠东,朱燕萍,翟春泉,徐小平,卢晨;RE对铸造H13钢凝固组织及冲击韧性的影响[J];钢铁;2000年10期
3 斯松华,方亮,周庆德;球墨铸铁与Al_2O_3陶瓷的滑动摩擦磨损[J];机械工程材料;2000年04期
4 马嘉谟,王铀;GCr15 钢中的残余奥氏体对干滑动磨损行为的影响[J];哈尔滨工程大学学报;1997年04期
5 李志,曲敬信,周平安,赵振业,邵荷生;3Cr2W8V钢高温高载下的干摩擦滑动磨损特性[J];钢铁研究学报;2000年04期
6 刘喜明,邬占田,于长山,赵宇;摩擦磨损中的马氏体相变及其对材料磨损特性的影响[J];金属热处理;1997年03期
7 万毅;陶瓷型精铸热作模具钢组织与性能的研究[J];江西冶金;1996年06期
8 邓守军,孙乐民,张永振;磨损机理的变迁与现状[J];机械研究与应用;2004年06期
9 刘佐民;M50 高速钢高温摩擦磨损特性的研究[J];摩擦学学报;1997年01期
10 周健,彭程,罗召光;5CrMnMo锻模使用中的失效分析与防止措施[J];模具工业;2002年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 崔向红;新型铸造热锻模具钢高温磨损行为的研究[D];吉林大学;2006年
【共引文献】
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1 张珣;;超临界机组锅炉高温再热器爆管分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年01期
2 洪景娥;65MnTi盘条拉拔过程中出现断裂的原因分析[J];鞍钢技术;1997年07期
3 王勇,张鹏远;调质钢最佳热处理制度的研究[J];鞍钢技术;2003年06期
4 张珣;何军;李建华;陈安生;;电站锅炉水冷壁烟气侧高温腐蚀探讨[J];安徽电力;2007年03期
5 张珣;;125 MW汽轮机循泵出水门丝杆断裂故障分析[J];安徽电力;2008年03期
6 张珣;;600MW机组锅炉“四管”爆漏原因分析[J];安徽电力;2010年03期
7 冯晓曾;刘剑虹;;3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异[J];安徽工学院学报;1988年02期
8 束德林;曾庆梅;郭新成;;热轧辊材料高温滑动磨损特征[J];安徽工学院学报;1988年02期
9 张珣;;300MW汽轮机A小机B冷油器铜管泄漏剖析[J];安徽化工;2010年S2期
10 袁根福,阎兴书;锉刀快速加热淬火热处理[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王士平;杨传芳;;汽车座椅升降器小齿轮的研制[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 张悦;韩立;姜彤;尤俊华;孙泰礼;张希川;;金属切削中刀屑接触区毛细管数学模型的建立与计算[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
3 巴力颖;;热轧支承辊磨损模型的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
4 黄磊;庞兆夫;李文竹;;四辊破碎机主传动轴断裂分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
5 张晓义;韩锋;杜婷;;1J50锻棒车加工后出现的暗斑分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
6 王韶云;李国禄;王海斗;刘金海;徐滨士;朴钟宇;;不同载荷条件下NiCr-Cr_3C_2涂层的加速接触疲劳寿命[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
7 钮建良;彭旭东;孟祥铠;白少先;;LaserFace液体润滑端面密封性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
8 孙维连;李胜利;李颖;安广;程越;;35CrMoA钢脆性断裂原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
9 付长明;董晨;屈伸;袁金才;田继丰;;汽车发动机悬置支臂断裂失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
10 乔莉;张辉;刘永刚;陈雷;;高温合金转动部件早期断裂分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
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1 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
3 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
4 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
5 潘成刚;多金属热锻模热应力缓解机理及方法研究[D];武汉理工大学;2010年
6 慈鸿钢;外加直流磁场对等离子弧堆焊层组织及性能的影响研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 车欣;Al-Si-Cu-Mg-(RE)系铸造铝合金的疲劳行为及其损伤机理[D];沈阳工业大学;2011年
8 逄淑一;面向主观评价的汽车动力学建模研究[D];吉林大学;2011年
9 任珊;两种反馈机制作用下风沙跃移运动的数值模拟[D];兰州大学;2011年
10 王怀志;铝青铜减摩粉体涂层及摩擦磨损性能[D];兰州理工大学;2010年
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1 牛顿;粉末冶金铜基摩擦材料制备及摩擦学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张锦志;耐磨铝青铜集电靴组织性能研究及金属型模具设计[D];河南理工大学;2010年
3 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
4 丁家圆;热处理工艺对高铬白口铸铁组织与性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
5 张阿莉;等离子束表面冶金高硅涂层研究[D];山东科技大学;2010年
6 李果林;WC-Co-Ni硬质合金模具材料的制备及摩擦学特性研究[D];浙江理工大学;2010年
7 尤三三;镍对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响[D];郑州大学;2010年
8 王赞斌;合金材料在低应力划伤条件下磨损性能研究[D];郑州大学;2010年
9 李勇;热处理对模具钢组织性能的影响[D];郑州大学;2010年
10 郭燕飞;0Cr15Ni5WMoVNb马氏体沉淀硬化不锈钢增塑效应研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 刘慧敏;宋振东;许萍;张晶;;TiC/7075铝基复合材料的磨损实验研究[J];材料工程;2011年07期
2 张钰;;铝合金在航天航空中的应用[J];铝加工;2009年03期
3 张爱民,陈建敏,吕晋军,阎逢元;2024铝合金在干摩擦往复运动条件下的磨损图研究[J];摩擦学学报;2002年02期
4 张永振,邱明,上官宝,铁喜顺,马东辉;高速干摩擦条件下铝基复合材料的摩擦磨损行为研究[J];摩擦学学报;2005年04期
5 葛灵丹;王树奇;杨子润;;7075铝合金的磨损行为及其机理探讨[J];特种铸造及有色合金;2011年02期
【二级参考文献】
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1 王贵,周新初,李殿凯,赵金茹;稀土对35CrMo钢淬火组织结构的影响[J];兵器材料科学与工程;2001年01期
2 李志,曲敬信,吴仲行,周平安,邵荷生;真空熔结镍基合金涂层的组织结构及其高温磨损特性[J];材料工程;2000年01期
3 孙尧卿;;基体钢65Cr4W3Mo2VNb的断口形貌分析[J];钢铁;1981年04期
4 兰杰,贺俊杰,丁文江,王渠东,朱燕萍,翟春泉,徐小平,卢晨;RE对铸造H13钢凝固组织及冲击韧性的影响[J];钢铁;2000年10期
5 周凤云,施占华,肖中义,李熙章,朱济美;汽车转向节热锻模的失效研究[J];机械工程材料;1990年02期
6 陈敏,邱德卿,杜光华,林颜盛;析出硬化型热作模具钢(PH)的研制[J];机械工程材料;1994年03期
7 何湘平;张先堂;;陶瓷型腔精铸锻模的研究与应用[J];锻压技术;1983年01期
8 何忠义,刘棉玲,章家立,刘红;稀土在高温摩擦中的应用研究概况[J];华东交通大学学报;2001年01期
9 马嘉谟,王铀;GCr15轴承钢中丝形磨损产物的观察与分析[J];哈尔滨工程大学学报;1997年02期
10 刘政军,季杰,张树生;铬镍钨铌系铁基高温耐磨合金等离子弧堆焊[J];焊接学报;1997年04期
【相似文献】
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1 徐永智;邱明;张永振;;直流磁场条件下45~#钢干滑动摩擦磨损性能的研究[J];润滑与密封;2008年02期
2 陈永泰;谢明;杨有才;黎玉盛;李靖华;张利斌;崔浩;刘满门;;银铜钒合金耐磨损性能研究[J];贵金属;2010年01期
3 林强;黄伟九;王国;;AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究[J];有色金属加工;2010年06期
4 崔学正;氧化镁骨料的种类对MgO-C砖氧化磨损特性的影响[J];国外耐火材料;1999年03期
5 任鑫;杜学芸;谷永旭;侯静;;硬质合金高温氧化行为研究[J];热加工工艺;2011年10期
6 李友生;邓建新;张辉;李剑峰;;硬质合金刀具材料的抗氧化性能研究[J];材料工程;2009年02期
7 李文珍;曲楠;;镁合金压铸用热作模具钢高温磨损特性研究[J];特种铸造及有色合金;2007年07期
8 陈康敏;王树奇;杨子润;王峰;崔向红;潘励;;钢的高温氧化磨损及氧化物膜的研究[J];摩擦学学报;2008年05期
9 王秀丽;上官宝;张永振;魏永辉;;直流磁场下正火45钢干滑动摩擦磨损实验研究[J];机械制造;2010年04期
10 甘永学;陈汴琨;吴云书;易沛;;碳纤维增强铜基复合材料摩擦与磨损行为的研究[J];材料科学与工艺;1989年02期
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1 浦瑞霆;孙平;贾同梅;;温度对CuCrMo合金铸铁高温磨损特性的影响[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1992年
2 倪暹;;金属干式滑动磨损中的主导机理[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集(第三册)[C];1987年
3 丁涛;陈光雄;朱旻昊;;弹簧刚度对载流摩擦磨损性能的影响[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
4 董元源;;《莱武相(Lave Phase)强化铁基抗粘着、抗腐蚀新硬质合金研制》阶段报告[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集摩擦磨损部分(Ⅰ)[C];1982年
5 莫继良;朱旻昊;;AlTiN和AlCrN涂层的往复滑动摩擦学行为[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(一)[C];2008年
6 王均安;欧阳锦林;Herbert Danninger;;用粉末冶金法制备的MSP3.5Mo钢的磨损行为[A];第六届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1997年
7 唐思文;时存;胡小平;张厚安;;转速对MoSi_2高温摩擦磨损性能的影响[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
8 陈华;郭美娜;刘利萍;曹晓杰;刘勇兵;;铬对铁基预合金粉末烧结组织和性能的影响[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
9 余式昌;吴申庆;宫友军;宫元生;练明生;;6Cr21Mn10MOVNbN钢摩擦磨损性能研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
10 廖正君;莫继良;郑健峰;杨皎;周仲荣;朱旻昊;;LZ50车轴钢转动微动摩擦学特性研究[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
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1 赵延伟 黄锦强 许晴;塑料机械设备磨损具体故障分析[N];中国包装报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏敏先;严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变[D];江苏大学;2011年
2 李月英;表面强化铁基粉末冶金材料的摩擦磨损特性研究[D];吉林大学;2004年
3 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
4 邵芳;难加工材料切削刀具磨损的热力学特性研究[D];山东大学;2010年
5 丁俭;原位化学法制备纳米ZrO_2/Cu复合材料的研究[D];天津大学;2007年
6 王振霞;钛合金表面Ni改性层韧性及耐磨性的研究[D];太原理工大学;2012年
7 莫继良;物理气相沉积(PVD)涂层的摩擦学行为研究[D];西南交通大学;2008年
8 胡小平;二硅化钼的高温摩擦学特性及其磨损率预测[D];武汉理工大学;2010年
9 罗军;车轴钢表面涂层/改性层的转动微动磨损研究[D];西南交通大学;2011年
10 张美娟;石墨、氧化铝及碳纤维增强镁基复合材料的组织和磨损[D];吉林大学;2010年
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1 李日良;高硼中碳合金高温磨损性能及机理研究[D];昆明理工大学;2013年
2 王洋;45钢磨损性能和磨损机制的研究[D];江苏大学;2010年
3 康凯;重载起重机履带板用钢热处理工艺及性能研究[D];大连理工大学;2012年
4 宋锐;3Cr2W8V热作模具钢高温磨损行为的研究[D];江苏大学;2009年
5 童强强;Al-20Si-5Cu合金干滑动摩擦磨损性能研究[D];江苏科技大学;2013年
6 王秀丽;磁场条件下45钢/W18Cr4V摩擦磨损特性研究[D];河南科技大学;2010年
7 何莉萍;钛及其合金扭动微动摩擦损特性研究[D];西南交通大学;2011年
8 李小艳;精铸热锻模具钢高温磨损性能的研究[D];江苏大学;2006年
9 鞠新庆;AM60B镁合金磨损行为的研究[D];江苏大学;2009年
10 曹丽强;直流磁场干涉下金属材料的摩擦磨损性能研究[D];河南科技大学;2011年
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