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本论文重点研究了在铁基粉末冶金摩阻材料中加入稀土后对材料力学性能和摩擦性能产生的影响及影响机理,并建立了产生这些影响的反应机理模型。 研究采用的铁基粉末冶金摩阻材料主体配方是FMPS型铁基粉末冶金摩阻材料基础配方。 论文首先对基础配方中添加的四类不同的稀土材料进行了种类筛选和最佳加入量的确定。根据力学性能测试的结果,最终确定对添加A类稀土合金的材料进行进一步的研究。 采用定量金相、扫描电镜、EDAX和X-射线光电子谱仪等仪器进行深入的微观分析。分析的结果是:当加入量为最佳量时,所加入的稀土充分发挥了强化基体与促进烧结的作用,试样获得最佳的力学性能;当稀土的加入量超过最佳加入量时,试样中将会出现非固溶RE,并在烧结过程中对试样中作为润滑组元的MoS2产生作用,促使其分解。MoS2分解产生的S会与试样中的合金化元素Mn化合成为MnS夹杂物,这些夹杂物的存在会使试样的力学性能下降。 为进一步探讨稀土促使MoS2分解的条件和机理,又设计了两个补充实验,补充实验的研究结果证明MoS2分解的必要条件有三个:首先,烧结试样中要有非固溶RE存在;其次,烧结试样中要有Pb存在;最后,试样烧结的温度要高于Tc。进一步的分析说明稀土在整个MoS2分解的过程中起近似“催化”的作用,Pb起近似“介质”的作用,据此,提出了稀土促使MoS2分解的“Pb池”模型。根据电子探针线扫描、X-射线铁道科学研究院博士学位论文摘要光电子谱分析和热力学的分析与计算,确定在“Pb池”模型中由Pb、RE、MoSZ、Mn等组成的体系中反应产物是MO和MnS。 本研究最后进行了三种摩擦学试验:小试样摩擦试验、1:3摩擦制动试验和1:1摩擦制动试验。结果说明三种试验在不同条件下摩擦学参量的变化规律与力学性能和微观分析的结论完全一致。由此确定在FMPS型铁基粉末冶金摩阻材料基础配方中稀土的加入量存在一个最佳值,可使其获得更为优异的力学性能和摩擦性能。