论文标题

Improving the tribological and mechanical properties of M50-steel based composites using different self-lubricating solid lubricants

学科类别

机械工程

答辩人

Fadl Abdelmonem Elsayed Essa

导师

黄行九、章桥新

答辩时间

2018年3月8日上午8:30 

答辩地点

机电工程学院三楼会议室306

简介

首先，本研究旨在改善M50钢基复合材料在各种滑动条件下使用ZnO，WS₂,MoS₂和SnS（单一和协同作用）作为智能固体润滑剂添加剂的摩擦学和力学特性。因此，在不同的固体润滑剂浓度（5,10,15,20和25wt％）、施加载荷（3,6,9和12N），滑动速度（0.2,0.4,0.6和0.8m/s）以及温度（RT,150,200,250,350,400,450,600和800℃）下，使用HT-1000销盘式高温摩擦计实验性地进行磨损和摩擦测试。结果显示与不含固体润滑剂的样品相比，掺入固体润滑剂的样品的摩擦系数和磨损显着降低。此外，用固体润滑剂对这些样品的机械性能如硬度和表面粗糙度进行了改进。建立了有限元动力学仿真模型，模拟了接触对的不同应力。估算高应力影响层的重要性来自对表层可能失效深度的预测。实验结果表明，当使用20wt％的ZnO作为固体润滑剂时, M50钢的硬度提高了27.86％。与其他固体润滑剂浓度相比，含有20wt％ZnO的M50复合材料的摩擦学性能对于较高的法向载荷尤其是9N获得了良好的结果，其中在室温和0.2m/s下摩擦记录其最小值为0.475。此外，与M50-钢或含有ZnO,WS₂或MoS₂的M50复合材料相比，向M50复合材料添加每种固体润滑剂10wt％的ZnO/WS₂和ZnO/MoS₂混合润滑剂至M50复合材料，摩擦性能最低分别在12 N和0.2m/s，温度范围内从RT到800°C。在实验的最后部分，获得了由SnS和ZnO合成的M50在高负荷，高滑动速度和高温下的磨损和干摩擦。M50/ZnO/SnS和M50/SnS的摩擦系数分别比M50试样在0.8m/s和450°C时12N下滑动Si₃N₄的摩擦系数分别降低了62.07％和46.55％。良好的润滑行为涉及到ZnO, WS₂,MoS₂和SnS以及所产生的润滑氧化物，碳酸盐和辉钼矿在磨损轨道表面的协同作用。

答辩委员会

主席：

 郭顺生 教授       武汉理工大学

委员：

   李刚炎 教授       武汉理工大学

 章桥新 教授       武汉理工大学

 陈  涛 教授       武汉理工大学

 吴华春 教授       武汉理工大学

秘书：

徐 卉            武汉理工大学