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航空发动机材料摩擦学研究进展 被引量：2
1
作者 吴彼 张振波 李曙 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1099-1117,共19页
机械产品中的摩擦磨损问题不可避免,且严重影响装备性能与寿命可靠性。航空发动机是飞机的心脏,针对该类复杂机械产品的摩擦磨损问题更应得到高度重视.通过材料摩擦学行为调控,可有效减轻或排除航空发动机中的摩擦磨损问题,大幅抑制发... 机械产品中的摩擦磨损问题不可避免,且严重影响装备性能与寿命可靠性。航空发动机是飞机的心脏,针对该类复杂机械产品的摩擦磨损问题更应得到高度重视.通过材料摩擦学行为调控,可有效减轻或排除航空发动机中的摩擦磨损问题,大幅抑制发动机功能精度衰减,提高其寿命稳定性.为系统有序地开展航空发动机材料摩擦学研究,在本文中以典型三代涡扇发动机为例,按冷端至热端结构顺序,阐述进气道、风扇、中介机匣、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷口等关键部位涉及摩擦磨损部件及材料的摩擦学服役工况、主要磨损类型和磨损机制.结合发动机整机故障分析结果,有针对性的选择4种具有代表性的航发材料作为摩擦学重点研究对象,即叶片尖端与封严涂层的高速刮擦、主轴轴承滚动接触疲劳与滑擦损伤、钛合金叶片的微动损伤、动密封装置中石墨的摩擦磨损及其寿命评价台架试验.从材料摩擦学损伤演变规律、磨损机制、耐磨功能设计和表面改性等角度综述国内外研究进展,提出航发材料摩擦学研究技术路线,即从材料级摩擦磨损实验复现航发零件磨损失效特征出发,实现基于摩擦学行为调控原理获得材料耐磨减摩功能化改进,最终采用模拟工况摩擦学实验台架验证新材料摩擦磨损性能.此外,针对新一代航空发动机对材料耐磨减摩性能的更高要求,从宽温域润滑、腐蚀-磨损交互作用和新材料摩擦学数据库等方面展望航发材料摩擦学研究发展方向. 展开更多
关键词 航空发动机 摩擦磨损 高速刮擦 滚动接触疲劳 微动损伤 石墨磨损行为
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高速刮擦条件下封严涂层热物性对叶片损伤行为的影响 被引量：5
2
作者 郑海亮 高禩洋 +2 位作者 薛伟海 段德莉 李曙 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期149-157,共9页
利用自制的高速刮擦试验机,对常见的铝、镍基封严涂层与TC4钛合叶片组成的封严摩擦副在高速刮擦条件下的摩擦学行为进行了研究。结果显示,铝基封严涂层对于叶片磨损轻微,甚至出现涂层粘着叶片的现象;镍基封严涂层严重的损伤叶片。通过... 利用自制的高速刮擦试验机,对常见的铝、镍基封严涂层与TC4钛合叶片组成的封严摩擦副在高速刮擦条件下的摩擦学行为进行了研究。结果显示,铝基封严涂层对于叶片磨损轻微,甚至出现涂层粘着叶片的现象;镍基封严涂层严重的损伤叶片。通过分析刮擦面温度与力学性能变化间关系,发现封严涂层的热物性能对叶片的损伤具有重要的影响。若封严涂层的金属相熔点较低、热扩散率较大如铝基封严涂层,则配副使用时涂层易先于叶片发生软化,因而叶片磨损轻微,甚至被涂层粘附所代替。若封严涂层的金属相熔点较高、热扩散率较低如镍基封严涂层,则叶片易先于涂层发生软化,因而叶片损伤严重。 展开更多
关键词 封严涂层 可刮削性 高速刮擦 磨损机制
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NiCrW-BN气路封严涂层的可刮削性评价 被引量：6
3
作者 刘夙伟 高禩洋 +2 位作者 李曙 刘阳 王鹏 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期406-410,共5页
用销-盘、单摆冲击划痕和高速刮擦三种试验方法,研究了两种NiCrW-BN封严涂层的可刮削性.结果表明:封严涂层的可刮削性不同于耐磨性,即涂层的磨损量、比能耗和硬度等测量结果,不能单独作为其可刮削性的评价判据;评价封严涂层的可刮削性,... 用销-盘、单摆冲击划痕和高速刮擦三种试验方法,研究了两种NiCrW-BN封严涂层的可刮削性.结果表明:封严涂层的可刮削性不同于耐磨性,即涂层的磨损量、比能耗和硬度等测量结果,不能单独作为其可刮削性的评价判据;评价封严涂层的可刮削性,应该综合涂层磨损、叶片磨损、摩擦系数和磨痕形貌等多方面的信息.封严涂层的可刮削性能受试验条件的影响十分明显,高速刮擦试验可模拟涂层工作参数(刮擦线速度、入侵速率等),可能重现其磨损现象,因此采用高速刮擦试验方法评价封严涂层的可刮削性更为合理. 展开更多
关键词 复合材料 可刮削性 高速刮擦法 封严涂层 可刮削
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高速刮擦下Ni-G封严涂层与Ti6Al4V叶片间的材料转移行为 被引量：6
4
作者 薛伟海 高禩洋 +2 位作者 段德莉 刘阳 李曙 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期65-73,共9页
利用高速刮擦试验机研究了Ni-G（镍-石墨）封严涂层与Ti6Al4V叶片在线速度30-150m/s下刮擦时的材料转移行为。根据对叶片重量和高度变化、叶片和涂层磨痕的形貌、能谱分析发现,Ni-G封严涂层与Ti6Al4V叶片高速刮擦时主要发生叶片材料向... 利用高速刮擦试验机研究了Ni-G（镍-石墨）封严涂层与Ti6Al4V叶片在线速度30-150m/s下刮擦时的材料转移行为。根据对叶片重量和高度变化、叶片和涂层磨痕的形貌、能谱分析发现,Ni-G封严涂层与Ti6Al4V叶片高速刮擦时主要发生叶片材料向涂层的转移。进一步通过对转移层表面和截面形貌、能谱和XRD分析,以及对分段收集的高速刮擦中的磨屑的观察,阐明了涂层磨痕中叶片材料转移层的结构、物相、转移位置和形成过程。 展开更多
关键词 高速刮擦 磨损机制 封严涂层 线速度
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高速高温条件下刷式封严环涂层与刷丝摩擦副磨损行为 被引量：1
5
作者 郭会明 杨丽琪 +5 位作者 张航 王恩庆 刘砚飞 田伟 钟燕 薛伟海 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期207-216,共10页
目的研究高速高温刮削条件下NiCr-Cr_(2)C_(3)涂层和SG37合金刷丝组成的摩擦副的磨损行为。方法利用自制的高速高温刮擦试验机,在不同进给速度和过盈量条件下进行封严环涂层与刷丝摩擦副的高速高温刮削试验。用轮廓测量仪测量刷式封严... 目的研究高速高温刮削条件下NiCr-Cr_(2)C_(3)涂层和SG37合金刷丝组成的摩擦副的磨损行为。方法利用自制的高速高温刮擦试验机,在不同进给速度和过盈量条件下进行封严环涂层与刷丝摩擦副的高速高温刮削试验。用轮廓测量仪测量刷式封严环表面涂层的磨痕深度。用超景深显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察涂层及刷丝样品的原始形貌和磨痕形貌,并利用配备的EDS能谱仪分析磨痕表面元素成分,同时分析了摩擦过程中的磨损机理。结果NiCr-Cr_(2)C_(3)涂层与SG37A合金刷丝在高速高温刮擦过程中发生了磨粒磨损、黏着磨损和刷丝材料向涂层的转移。刷丝之间也存在摩擦变形和磨损,这主要是由于刷丝与刷丝在磨损过程中发生了高温变形和挤压,由于“拖尾”现象的存在,使刷丝尖端的变形和挤压更加明显,高温下金属流动性的增加进一步促进了菱形的形成。通过分析不同过盈量和进给速度对磨痕深度的影响,发现过盈量和进给速度均对涂层磨痕深度存在影响,随过盈量和进给速度的增加,涂层磨痕深度增大。结论高速高温的苛刻工况下,刷丝在磨损过程中具有显著的变形,并且过盈量对封严环涂层和刷丝样品磨损的影响更大。 展开更多
关键词 封严涂层 刷丝 刷式封严 高速刮削 磨损机制
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