[00800042]强脉冲束流改性偏晶合金摩擦磨损机理研究

采用强脉冲束流首次对偏晶Al-Pb合金进行表面改性，系统研究了束流能量密度对合金表面形貌、表层及亚表层组织和性能的影响。获得了在干摩擦条件下改性Al-Pb合金的摩擦学性能，评价了改性层不同区域的作用。应用传热学和力学理论，对不同区域的形成进行了数值模拟，解释了熔坑形成机制和剖面组织性能特征。研究结果表明：强脉冲束流可以显著改善偏晶合金的组织和性能，改性层由熔化区、准静态应力与热影响重叠区和过渡区组成。在应力与热影响重叠区和过渡区的交界出存在明显的波纹状界面，而且最大硬度出现在该区域。熔化区下方的应力与热影响重叠区呈现了很好的耐磨性，在一定的载荷条件下耐磨性提高一倍。摩擦系数曲线上的最低区域和磨损曲线上的低磨损区域与磨损表面形成的润滑膜相对应。XRD和XPS结果显示润滑膜是由Al_2O_3、 Fe2O_3、 Pb4SiO6等化合物组成的混合物膜。以上研究结果可以有助于理解强脉冲束流对偏晶合金改性的有益作用，并且为进一步研究指明了方向，即采用更大能量密度改性，增加应力与热影响重叠区的厚度，提高合金的摩擦学性能。