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Solid lubrication mechanisms in laser deposited nickel-titanium-carbon metal matrix composites.

机译：激光沉积镍-钛-碳金属基复合材料的固体润滑机理。

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A Ni/TiC/C metal matrix composite (MMC) has been processed using the laser engineered net shaping (LENS) process from commercially available powders with a Ni-3Ti- 20C (atomic %) composition. This processing route produces the in-situ formation of homogeneously distributed eutectic and primary titanium carbide and graphite precipitates throughout the Ni matrix. The composite exhibits promising tribological properties when tested in dry sliding conditions with a low steady state coefficient of friction (CoF) of ∼0.1 and lower wear rates in comparison to LENS deposited pure Ni. The as deposited and tribologically worn composite has been characterized using Auger electron spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS), dual beam focused ion beam SEM (FIB/SEM) serial sectioning and Vickers micro-hardness testing. The evolution of subsurface stress states and precipitate motion during repeated sliding contact has been investigated using finite element analysis (FEA). The results of FIB/SEM serial sectioning, HRTEM, and Auger electron spectroscopy in conjunction with FEA simulations reveal that the improved tribological behavior is due to the in-situ formation of a low interfacial shear strength amorphous carbon tribofilm that is extruded to the surface via refined Ni grain boundaries.
机译：Ni / TiC / C金属基复合材料（MMC）已通过激光工程网成形（LENS）工艺从具有Ni-3Ti-20C（原子％）组成的市售粉末中加工而成。该加工路线在整个Ni基体中形成了均匀分布的共晶和原生碳化钛以及石墨沉淀的原位形成。与在LENS上沉积的纯Ni相比，在干燥滑动条件下进行测试时，该复合材料具有良好的摩擦学性能，其稳态摩擦系数（CoF）低至〜0.1，磨损率更低。使用俄歇电子能谱，扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射，具有能量色散光谱（EDS）的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），双束聚焦离子束SEM（ FIB / SEM）连续切片和维氏显微硬度测试。使用有限元分析（FEA）研究了在反复滑动接触过程中地下应力状态的演化和析出运动。 FIB / SEM连续切片，HRTEM和俄歇电子能谱结合有限元分析的结果表明，摩擦性能的改善是由于低界面剪切强度的非晶碳摩擦膜的原位形成，该摩擦膜被挤压至表面。精炼的镍晶界。

著录项

  • 作者

    Mogonye, Jon-Erik.;

  • 作者单位

    University of North Texas.;

  • 授予单位 University of North Texas.;
  • 学科 Engineering Materials Science.;Engineering Mechanical.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2012
  • 页码 51 p.
  • 总页数 51
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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