| 燃烧合成块体纳米晶Fe1.87C0.13合金及其性能研究 | |
| 王林 | |
| Subtype | 硕士 |
| Thesis Advisor | 杨军 |
| 2010-05-14 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 块体纳米晶材料 燃烧合成 电化学腐蚀性能 摩擦学性能 Bulk Nanocrystalline Material Combustion Synthesis Electrochemical Corrosive Properties Tribological Properties |
| Abstract | 本文综述了纳米金属材料的制备技术及其摩擦学性能的研究进展，利用燃烧合成熔化技术制备了块体纳米结构Fe1.87C0.13合金材料，研究了材料的相组成、微观结构、电化学腐蚀性能及在干摩擦、水环境和液体石蜡润滑条件下的摩擦学性能，研究得出的主要结论如下： 1.纳米结构Fe1.87C0.13合金由α-Fe和Fe3C两相组成，微结构为80-100nm的层状共晶，该材料同时具有高的屈服强度（1300MPa）和大的韧性（40%），而通过热处理获得的粗晶材料的屈服强度降低到600MPa，说明这种纳米结构显著提高了材料的力学性能。 2.块体纳米共晶Fe1.87C0.13合金由于其纳米结构可以形成较为致密的氧化膜，在海水中具有较好的抗腐蚀性能，但在酸性及碱性环境下抗腐蚀性能较差。 3.干摩擦条件下，纳米共晶Fe1.87C0.13合金的抗磨损性能比粗晶合金提高了2-6倍，而二者的摩擦系数没有明显的差别。随着载荷和滑动速率的增加，热处理粗晶材料的磨损更为显著。纳米结构Fe1.87C0.13的磨损机理由疲劳磨损转变为犁沟和剥落层磨损，而粗晶材料主要为严重的犁沟和剥落层磨损。 4.水环境中，在低载荷条件下，纳米共晶Fe1.87C0.13材料的抗磨性能低于粗晶材料，但当载荷增加到70N后，抗磨性高于粗晶材料。因为在水环境中，纳米材料在摩擦过程中更容易发生氧化，磨损机理为犁沟和腐蚀磨损，而热处理粗晶材料磨损机理为犁沟、轻微的腐蚀磨损和疲劳磨损。 5.液体石蜡油润滑条件下，纳米共晶Fe1.87C0.13合金的抗磨性较其粗晶合金提高了2-20倍，这归因于纳米共晶合金高的硬度和形成了更加稳定的润滑油膜，但是二者的摩擦系数没有明显的不同。二者的磨损率均随载荷和滑动速率的增加而增加，而摩擦系数基本没有变化。随载荷和滑动速率的增加，纳米共晶材料的磨损机理由犁沟转变为剥落坑，而热处理后粗晶材料则由犁沟、剥落坑向严重的疲劳磨损转变。 |
| Subject Area | 材料物理化学 |
| Funding Project | 高温抗磨材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1686 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王林. 燃烧合成块体纳米晶Fe1.87C0.13合金及其性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2010. |
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