這本書從磨損的基本概念到不同種類耐磨材料的制備及其性能與應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)詳細(xì)的介紹。首先通過對(duì)磨損基本概念和表征方法的深入討論，幫助讀者理解磨損現(xiàn)象及其影響因素；然后介紹了硬質(zhì)相的本征性質(zhì)以及界面特征的計(jì)算方法，通過對(duì)硬質(zhì)相力學(xué)、物理和化學(xué)性質(zhì)的詳細(xì)講解，可以有助于理解硬質(zhì)相如何增強(qiáng)金屬材料的硬度和耐磨性能；緊接著介紹了硬質(zhì)相增強(qiáng)型耐磨材料的制備技術(shù)，包括粉末冶金、鑄造、熔融滲透和表面改性等技術(shù)，能夠有效地將硬質(zhì)相與金屬基體結(jié)合，提升材料的耐磨性能和機(jī)械性能；最后分別深入探討了高鉻耐磨合金、高釩耐磨合金、高硼耐磨合金和外加顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料四類硬質(zhì)相增強(qiáng)型耐磨材料，詳細(xì)介紹材料的組織、制備工藝以及性能特點(diǎn)，并通過實(shí)際案例展示其應(yīng)用價(jià)值。
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二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師，鄭州輕工業(yè)大學(xué)校長，第十三屆、第十四屆全國政協(xié)委員，全國杰出專業(yè)技術(shù)人才、“百千萬人才工程”國家級(jí)人選、國家有突出貢獻(xiàn)中青年專家。以第一完成人獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，獲何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”、全國創(chuàng)新爭先獎(jiǎng)、河南省科學(xué)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家發(fā)改委重大專項(xiàng)、中國工程院院地合作重大項(xiàng)目等30余項(xiàng)；發(fā)表論文360余篇；授權(quán)發(fā)明專利95件
目錄
前言
第1章 磨損基本概念與表征方法 1
1.1 摩擦的基本理論 1
1.1.1 摩擦學(xué)原理 1
1.1.2 摩擦定律 3
1.1.3 金屬材料的摩擦 9
1.1.4 非金屬材料的摩擦 11
1.2 金屬的磨損 15
1.2.1 磨損的分類 16
1.2.2 主要磨損類型 16
1.3 金屬磨損測試技術(shù)及表征方法 21
1.3.1 金屬磨損測試技術(shù) 21
1.3.2 金屬磨損量的測量方法 22
1.3.3 磨損量的表示法 23
1.3.4 磨損失效分析 24
參考文獻(xiàn) 25
第2章 硬質(zhì)相本征性質(zhì)與界面特征計(jì)算 26
2.1 硬質(zhì)相本征性質(zhì)的計(jì)算方法 27
2.1.1 力學(xué)性能 27
2.1.2 熱學(xué)性能 28
2.1.3 彈性穩(wěn)定性判據(jù) 29
2.1.4 各向異性 29
2.1.5 成鍵分析 30
2.1.6 硬度 31
2.1.7 斷裂韌性 31
2.2 硬質(zhì)相與基體界面的計(jì)算方法 32
2.2.1 黏附功 32
2.2.2 界面能 32
2.2.3 極限抗拉強(qiáng)度 32
2.2.4 界面斷裂韌性 33
2.3 硬質(zhì)相本征性質(zhì) 33
2.3.1 MC型 33
2.3.2 M2C型 38
2.3.3 M6C型 40
2.3.4 M3(C, B)型 43
2.3.5 M23(C, B)6型 46
2.3.6 M7(C, B)3型 51
2.4 硬質(zhì)相與基體界面計(jì)算 53
2.4.1 界面位向關(guān)系 54
2.4.2 界面強(qiáng)度與穩(wěn)定性及電子結(jié)構(gòu) 55
參考文獻(xiàn) 62
第3章 硬質(zhì)相增強(qiáng)型耐磨材料制備技術(shù) 67
3.1 粉末冶金技術(shù) 67
3.1.1 粉末的制備和選擇 68
3.1.2 金屬基體與硬質(zhì)相粉末的混合 69
3.1.3 混料的壓制和成型 69
3.1.4 燒結(jié)致密化過程 70
3.1.5 后處理 71
3.1.6 粉末冶金技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 71
3.2 鑄造技術(shù) 72
3.2.1 鑄件材料的選擇 73
3.2.2 鑄造模具的準(zhǔn)備 73
3.2.3 熔煉和澆注 73
3.2.4 凝固和冷卻 74
3.2.5 熱處理和精加工 74
3.2.6 鑄造技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 75
3.3 熔融滲透技術(shù) 75
3.3.1 預(yù)處理 76
3.3.2 滲透 76
3.3.3 凝固和冷卻 77
3.3.4 后處理 77
3.3.5 熔融滲透技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 77
3.4 表面改性技術(shù) 78
3.4.1 表面涂層技術(shù) 78
3.4.2 離子注入技術(shù) 79
3.4.3 激光表面改性技術(shù) 80
3.5 其他先進(jìn)技術(shù) 80
3.5.1 增材制造 80
3.5.2 放電等離子燒結(jié) 82
3.5.3 熱等靜壓 82
3.5.4 快速凝固技術(shù) 83
3.5.5 納米顆粒增強(qiáng)技術(shù) 84
參考文獻(xiàn) 84
第4章 高鉻耐磨合金 86
4.1 高鉻鑄鐵特點(diǎn) 86
4.2 高鉻鑄鐵凝固過程 91
4.2.1 鑄造工藝對(duì)高鉻鑄鐵凝固過程的影響 92
4.2.2 生產(chǎn)工藝對(duì)高鉻鑄鐵凝固過程的影響 92
4.2.3 高鉻鑄鐵凝固過程中的組織變化 95
4.3 高鉻鑄鐵合金化 97
4.3.1 鎢合金化 98
4.3.2 釩合金化 102
4.3.3 鈦合金化 102
4.3.4 鉬合金化 108
4.3.5 硼合金化 109
4.4 提高高鉻鑄鐵韌性 111
4.4.1 夾雜物的影響 111
4.4.2 碳化物的影響 111
4.4.3 晶粒度和晶界狀態(tài)的影響 112
4.4.4 孕育處理的影響 112
4.4.5 熔煉和鑄造工藝的影響 113
4.4.6 變質(zhì)處理的影響 114
4.4.7 熱處理工藝的影響 117
4.5 提高高鉻鑄鐵耐磨性 118
4.5.1 熱處理工藝對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性的影響 119
4.5.2 碳化物對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性的影響 127
4.5.3 提高高鉻鑄鐵的抗沖蝕磨損能力 130
4.5.4 陶瓷增強(qiáng)顆粒對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性的影響 131
4.5.5 合金化對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性的影響 132
4.5.6 高鉻鑄鐵磨損機(jī)制 137
參考文獻(xiàn) 141
第5章 高釩耐磨合金 146
5.1 高釩耐磨合金的成分與組織 146
5.1.1 高釩耐磨合金的化學(xué)成分 147
5.1.2 高釩耐磨合金的凝固組織 148
5.1.3 V9高速鋼的凝固組織 149
5.1.4 V11高速鋼的凝固組織 155
5.1.5 高釩耐磨合金中VC的結(jié)構(gòu)和形態(tài) 158
5.2 高釩耐磨合金的變質(zhì)處理和熱處理 165
5.2.1 高釩耐磨合金的變質(zhì)處理 165
5.2.2 高釩耐磨合金的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線 176
5.2.3 高釩耐磨合金的熱處理 181
5.3 高釩耐磨合金的磨損性能 187
5.3.1 高釩耐磨合金的滾動(dòng)磨損性能 187
5.3.2 高釩耐磨合金的滑動(dòng)磨損性能 196
5.3.3 高釩耐磨合金的滾滑動(dòng)磨損性能 203
5.3.4 高釩耐磨合金的磨粒磨損性能 215
5.4 高釩耐磨合金的應(yīng)用 221
5.4.1 高釩耐磨合金在軋鋼行業(yè)的應(yīng)用 221
5.4.2 高釩耐磨合金在水泥行業(yè)的應(yīng)用 230
參考文獻(xiàn) 240
第6章 高硼耐磨合金 243
6.1 高硼耐磨合金特點(diǎn) 243
6.2 高硼耐磨合金硬質(zhì)相的熱力學(xué)計(jì)算 246
6.2.1 晶體結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法 246
6.2.2 彈性常數(shù)及力學(xué)穩(wěn)定性 247
6.2.3 彈性模量 248
6.2.4 各向異性和硬度 250
6.2.5 電子性質(zhì) 252
6.3 高硼耐磨合金凝固過程及硼化物生長機(jī)制與形態(tài)調(diào)控 254
6.3.1 高硼耐磨合金的凝固過程研究 254
6.3.2 Fe-B-C耐磨合金硼化物生長機(jī)制研究 257
6.3.3 Fe-B-C合金硼化物形態(tài)控制研究 264
6.4 提高高硼耐磨合金力學(xué)性能 272
6.4.1 合金化 272
6.4.2 熱處理 273
6.4.3 變質(zhì)處理 274
6.4.4 冷卻速率 276
6.4.5 機(jī)械加工 277
6.5 提高高硼耐磨合金耐磨性 277
參考文獻(xiàn) 282
第7章 外加顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 286
7.1 耐磨陶瓷顆粒 286
7.2 耐磨復(fù)合材料的制備技術(shù) 287
7.3 耐磨復(fù)合材料組織形貌 287
7.3.1 外加Al2O3顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 287
7.3.2 外加B4C顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 289
7.3.3 外加SiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 290
7.3.4 外加TiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 290
7.3.5 外加WC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 292
7.3.6 外加ZTA顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 293
7.4 耐磨復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu) 293
7.4.1 外加Al2O3顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 294
7.4.2 外加B4C顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 295
7.4.3 外加SiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 295
7.4.4 外加TiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 296
7.4.5 外加WC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 296
7.4.6 外加ZTA顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 296
7.5 耐磨復(fù)合材料力學(xué)性能 296
7.5.1 外加Al2O3顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 297
7.5.2 外加B4C顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 297
7.5.3 外加SiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 298
7.5.4 外加TiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 298
7.5.5 外加WC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 298
7.5.6 外加ZTA顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 299
7.6 耐磨復(fù)合材料耐磨性能 300
7.6.1 外加Al2O3顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 300
7.6.2 外加B4C顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 300
7.6.3 外加SiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 301
7.6.4 外加TiC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 301
7.6.5 外加WC顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 301
7.6.6 外加ZTA顆粒增強(qiáng)耐磨復(fù)合材料 302
參考文獻(xiàn) 303
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