Oral Presentation基于稳定界面构筑提升镍基合金耐磨性
编号:1 访问权限:Participants Only 更新:2024-04-26 20:21:16 浏览:89次

2024-05-12 09:30

15min

[B] 论坛1:表面工程基础理论、表界面科学 [B-1] 论坛1上午

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摘要
镍基合金作为一种广泛应用于航空航天、武器装备等领域的工程合金,摩擦磨损导致的材料失效严重降低了其服役可靠性。大量研究表明,摩擦诱导材料表面结构和化学改性主导了镍基合金的摩擦学行为。因此,可以通过预先构筑和摩擦诱导两种方式在材料亚表层引入高密度的稳定界面(比如孪晶界和相界)以提升镍基合金的室/高温耐磨性。首先,通过提高Cr含量设计了一种低层错能固溶强化型镍基高温合金(Ni-27Cr-5W-1Co-1Mo),并研究了其在25-800℃下的高温摩擦磨损行为。研究发现,与Inconel718等商用镍基高温合金相比,Ni-27Cr镍基高温合金具有更加优异的高温耐磨性,其在400℃和800℃下的磨损率分别低至1.97×10-5 mm3/N·m和3.1×10-6 mm3/N·m。在25-600℃范围内,材料亚表面均出现了结构稳定性良好的摩擦诱导纳米孪晶,有助于形成梯度纳米结构并提升了亚表面晶粒细化程度,从而抑制了应变局域化。在800℃下,材料亚表层形成了由纳米晶NiCr2O4和超细晶基体组成的异构釉质层,其能够通过异变诱导强化/加工硬化协调摩擦应力/应变。其次,设计了一种由Laves相和B2相组成的AlCoFeNiNb双相高熵合金。室温摩擦结果表明,与其他单相和双相高熵合金相比,AlCoFeNiNb双相高熵合金的磨损率仅为3.8×10-6 mm3/N·m。这是因为,原本脆性较大的Laves片层在异质界面约束下能够通过基面和锥面的位错滑移以及晶粒转动承担摩擦产生的塑性应变,从而有效提升材料耐磨性。上述工作为进一步提升镍基合金的室/高温耐磨性提供了新的研究思路。
关键词
镍基合金,耐磨性,变形孪晶,异构釉质层,Laves相
报告人
梁 斐
南京理工大学

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