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树枝状铸造合金材料增加耐磨性化学相同

树枝状铸造合金材料CuSn12Ni2形成了纳米晶表面层,这与合金的超纳米晶表面层相似。然而,在与研究相同的加载条件下,该纳米晶层对于连铸产生的更细的组织较厚,而对于具有大枝晶的较软的LF组织则较薄。因此,纳米晶层不利于提高耐磨性。基于这些观察,我们建立以下假设,增加耐磨性化学相同,但更软,微结构。

电热合金

铸造合金材料没有初始缺陷密度或具有低初始缺陷密度的大晶粒可以加工硬化,只要表面晶粒有适当的取向,即在研究的立方体系中,易滑移面施密特因子低。为了提高耐磨性,在滑动过程中,近表面层必须承受来自外部应力状态的塑性应变。这一层可以通过表面颗粒的局部旋转形成。对于大晶粒,例如在本研究中,晶粒的平均等效直径高达250 μm,只发生部分旋转。虽然局部的晶粒旋转在接触区域是相当不均匀的,因为许多晶粒不参与局部晶格旋转,这个区域与宏观观察到的磨损体积有关,因此称为TTL。如果单个晶粒处于缺陷密度饱和状态,则表面近区不能加工硬化,因此,磨损颗粒分层或脱离的临界应力更低,磨损发生更早,磨损率更高。

电热合金

铸造合金材料中的经典退火硬化和旋结析出,与非淬硬CuSn8和MIM版本相比,进一步降低了磨损量,如图5所示。在MIM模式下,由于在晶界处长度为2 μm的γ析出,晶界出现了分面化,晶界附近出现基体耗竭。热处理过程中,晶界处的析出物溶解,晶内只有层状相,细小的晶内析出物均匀分布在晶内。磨损和摩擦试验结果表明,后一种结构较好地适应了滑动过程。然而,晶粒内部的沉淀结构和分布被证明与磨损和摩擦无关。这表明基体成分及其元素分布决定了材料的抗磨损能力。


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