AgCuNi/Cu系贵/廉金属层状复合材料组织性能研究

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AgCuNi/Cu系贵/廉金属层状复合材料因具有良好的耐磨性、导电性而获得广泛的应用。本文利用扫描电子显微镜和显微维氏硬度计对AgCuNi/Cu系贵/廉金属层状复合材料不同的贵金属合金复层显微组织结构以及显微维氏硬度进行了研究分析。在此基础上利用微摩擦磨损试验机对不同贵金属复合金复层的微摩擦磨损性能进行了研究分析,并结合显微组织结构进行了分析。并利用纳米划痕/压痕测试仪对不同贵金属合金复层的初期摩擦磨损进行了模拟,研究分析了不同贵金属合金复层磨屑的初期形态以及和微摩擦生成磨屑之间的关系。本文获得的主要结论如下:(1) AgCuNi/Cu系贵金属合金复层中基体相都为α-Ag(AgCu4PdNi0.3除外,基体相为Ag-Pd固溶体),第二相均为带状物,第二相数量上的多少与贵金属复层中各元素的含量有关。其它条件相同时,Cu元素含量越高,生成的第二相的数量就越多。贵金属合金复层中第二相的数量和分布对试验材料的硬度有显著影响,对于元素种类相同的材料,第二相数量越多,硬度值越大;添加Zn元素对材料硬度的影响很小。(2) AgCuNi/Cu系贵/廉金属层状复合材料不同的贵金属合金复层与AgPd30贵金属复层之间的磨损形式主要都是粘着磨损。AgCu4Ni0.3贵金属合金复层低载荷下磨损形式表现为表面擦伤,有片状小磨屑产生;高载荷下磨损形式表现为表面出现加工硬化层和粘附转移层,产生较大的片状磨屑。AgCu3ZnNi0.3贵金属合金复层磨屑现象不明显,摩擦磨损过程中形成的加工硬化层在一定程度上使摩擦系数降低。AgCu6ZnNi0.3贵金属合金复层磨屑形态主要为颗粒状磨屑。AgCu4PdNi0.3贵金属合金复层磨屑形态是颗粒状与片状并存。贵/廉金属三层复合材料中表层和中间层合金性能互补,使复层具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数。贵金属合金复层部分材料在摩擦过程转移到AgPd30表面。由粘着磨损产生的磨屑参与磨料磨损。(3)贵金属合金复层初期磨屑是在载荷作用下复层表面产生的塑性变形累积到一定程度,在表层一定深度或原始内部缺陷处导致裂纹的形成,再在摩擦接触应力作用下裂纹扩展导致磨屑粒子的形成。贵金属合金复层初期摩擦磨损形态的差异,导致贵金属合金复层宏观磨损形式不同。
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