水介质润滑下车轮钢磨损机制研究

利用往复滚动试验装置,研究了水介质作用下车轮钢的往复滚动摩擦磨损机制.结果表明:接触界面存在水介质条件下的车轮钢摩擦因数明显低于干态工况下的摩擦因数;水介质润滑条件下车轮钢磨损以磨粒磨损为主,水介质的存在减小了车轮钢表面的磨损,同时减轻了车轮钢表面的剥离损伤.     

往复滚动工况下车轮钢磨损机制研究

利用往复滚动试验装置,对不同制动状态和频率下的车轮钢摩擦磨损机制进行了研究.结果表明:随切向摩擦力的增加,滚动摩擦副间的相对滑动量、摩擦因数和线接触区域的拉压应变相应变大,车轮钢平面试样表面的损伤形式呈现从擦伤到磨粒磨损再到粘着和疲劳剥离的变化规律;摩擦因数一定时,随频率的增加,磨损形式由磨粒磨损逐渐向疲劳磨损转变.     

不同介质下ER8车轮钢滑动摩擦磨损性能*

为探讨车轮在不同环境下服役时摩擦因数的变化机制,通过滑动摩擦试验机考察不同载荷下,ER8车轮钢分别在干燥空气、纯水、3.5%氯化钠溶液3种环境下的摩擦磨损性能。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、非接触三维表面轮廓仪、X射线衍射仪对磨痕及元素组成进行了分析,探讨不同环境下ER8车轮钢的摩擦磨损机制。结果表明：随着载荷的增大,ER8车轮钢的摩擦因数明显增大;列车的服役环境对车轮的摩擦磨损性能有较大影响,在干燥空气环境下,ER8车轮钢无腐蚀状况,磨痕宽度最小,但摩擦因数最大,可达0.503;在盐水环境下,ER8车轮钢出现腐蚀现象,磨痕宽度最大,但摩擦因数最小;干摩擦下ER8车轮钢的磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损,纯水摩擦和3.5%NaCl溶液环境下的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。     

二氧化碳气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

应用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了二氧化碳气氛条件下CrNiMo钢/H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性。结果表明:摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷和速度的增加而增加,在逐步增加速度与载荷的过程中,存在着摩擦磨损机制的转变,CrNiMo钢的磨损机制主要表现为粘着磨损和磨粒磨损。     

新型车轮材料的磨损特性试验研究

采用JD-1型轮轨试验机对四种新型车轮材料做材料摩擦磨损特性试验研究,采用JA4103型电子称重仪对磨损后的试件进行磨损量测量,利用JB-6C轮廓仪对磨损后的轮廓进行分析。试验结果表明,在相同实验条件下,材料的磨损量随着含碳量的增加而减少,含碳量越高,耐磨性越强。磨损后磨痕粗糙度明显增加,磨痕的粗糙度与材料的含碳量、硬度等都没有明显的关系,并且本试验得到的磨痕粗糙度Ra为0.4μm左右。材料的耐锈蚀性与材料中的含铬量有着直接的关系,铬元素的抗锈蚀能力明显。     

A型地铁车辆车轮多边形磨损成因初探

针对国内某A型地铁车辆振动噪声大的情况,对车轮表面状态进行了勘查,发现车轮普遍存在多边形磨损现象。为探寻车轮多边形磨损的形成机理,计算了轮对的自由模态,并开展了车辆零部件的振动试验。研究表明:轮对扭转和1阶弯曲共振模态是车轮多边形磨损形成的主要原因;车辆在通过梯形轨枕轨道时极易激发轮对的1阶弯曲模态,该线路大量使用梯形轨枕轨道是车轮多边形磨损现象频发的环境诱因。     

钢在磁场环境中的摩擦磨损行为

以45#钢为研究对象,在自制的销-环式摩擦磨损试验机上对其在磁场条件下的摩擦磨损性能进行研究。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对磨损表面形貌进行表征。试验结果表明:施加磁场后,试样的摩擦因数和磨损率均显著降低;磨屑在接触表面的堆积及氧化是磁场改善钢铁材料摩擦磨损性能的主要原因。     

高速干滑动条件下钢/铜摩擦副摩擦磨损表面摩擦热规律研究

利用MMS-1G高温高速销-盘摩擦磨损试验机,以钢/铜摩擦副为研究对象,进行摩擦磨损试验,使用热电偶对摩擦表层进行测温,应用JSM-5610LV型扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,研究在高速干摩擦条件下摩擦热的影响因素及对表面磨损机制的影响。结果表明:摩擦表面的温度随着速度、载荷的增加而增加;在摩擦初期摩擦温度显著增加,摩擦因数快速下降,当达到某一数值后形成一个动态的平衡;随着摩擦温度的升高,磨损机制发生转变,由粘着磨损转变为磨粒磨损和粘着磨损共同作用。     

PCrMo钢的摩擦磨损特性实验研究

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机、光学及扫描电子显微镜，研究了PCrMo钢配副的干滑动摩擦磨损特性。结果表明：摩擦因数随着载荷的增加而增加，随着滑动速度的增加而减小；磨损率随着载荷的增加而增加，随着滑动速度的增加先增加而后降低。PCrMo磨损失效机理主要表现为疲劳剥落和粘着磨损。     

车轮钢摩擦副滚动摩擦磨损特性研究

在NENE-2型磨损试验机上利用往复滚动试验装置研究了不同制动状态下车轮钢的滚动摩擦磨损特性。结果表明:不同滚滑状态下的切向摩擦力是变化的,随制动力的增加,滚动摩擦副对应的摩擦因数和摩擦阻力相应增大;平面试样的表面磨痕形貌由于切向摩擦力的变化而明显不同;随切向摩擦力的增大滚动磨损机制亦发生改变,从磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,磨损加剧且磨痕深度变大。     

铁路钢轨损伤机理研究

钢轨损伤一直是铁路运输中的一个关键问题，损伤类型主要是钢轨压溃、侧磨、波磨和剥离，占钢轨损伤量的80％以上。探讨了这几种钢轨的损伤形式，认为钢轨损伤加剧主要是因为轮轨之间表面摩擦力的增加所致；提高钢轨材质是预防钢轨损伤的最主要方法。     

杯形砂轮磨削高硬度球面砂轮磨损的研究

采用分块杯形砂轮磨削高硬度球面,磨削过程中砂轮磨损不仅影响砂轮磨削性能,而且造成工件和砂轮实际接触面积不断产生变化,影响磨削力和磨削质量。为此,基于展成法磨削原理研究砂轮块磨损后的形状变化,分析了分块砂轮的磨损形式,揭示了进给过程中砂轮块磨损形状的变化规律,推导了砂轮磨损量和砂轮工件接触面积的计算公式,分析了砂轮磨损速度的变化趋势及其影响因素,试验最后研究了砂轮磨损量的变化规律,并验证了砂轮磨损量的计算模型。     

含石墨转移层对铜－二氧化硅／ 钢摩擦磨损行为的影响

为探讨干摩擦磨损条件下含石墨转移层对摩擦磨损性能的影响,在45#钢表面覆盖含石墨润滑层,通过干滑动磨损试验,研究含石墨润滑层对钢/铜-二氧化硅摩擦副摩擦因数、磨损量及摩擦损（亚）表面的影响。结果表明：与无石墨润滑层的45#钢相比,含石墨润滑层的45#钢的摩擦因数、磨损率明显下降,且干滑动试验后磨损表面相对光滑平整,表明含石墨摩擦层起到了减摩降磨作用,抑制了金属的直接接触。     

添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS₂（质量分数0~8.0%）和CaF₂（质量分数5.0%）固体润滑剂以及不同含量h-BN（质量分数0~2.0%）和CaF₂（质量分数0~2.0%）固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明：所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成,表面硬度均达到约800 HV,约为CL60钢的2倍。随着WS₂含量的增加,WS₂+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数降低,磨损质量损失先降低后基本稳定,当WS₂质量分数为6.0%时,磨损质量损失最低,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了26.7%,此时孔隙最少,磨损表面损伤轻微,磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF₂含量的降低,h-BN+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增,且当CaF₂和h-BN的质量分数均为1.0%时,稳定摩擦因数与磨损质量损失均最小,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比,分别降低了32.7%和33.3%,此时晶粒最细小,组织最为致密,磨损表面以细小磨痕为主,磨损机制为轻微的磨粒磨损。     

重载条件下PD3淬火钢轨磨损机制试验研究

在赫兹模拟准则前提下,使用轮轨模拟试验机研究不同轴重下PD3淬火钢轨在重载和轻载工况下的滚动摩擦磨损性能。利用韦氏硬度仪、光学显微镜、SEM等分析试样试验后的硬度变化、塑性变形以及微观组织损伤等。试验结果表明:随着轴重的增加,试样磨损量大幅度增加,材料表面塑性变形更严重;试验后试样表面硬度均显著提高,且重载工况下产生了塑性变形型波磨,波峰及波谷处的硬度均高于轻载工况;重载下试样所受应力较大,内部组织破坏严重,裂纹扩展以产生二次甚至多次裂纹为主要形式,其中贯穿到表面的裂纹最终导致表面材料剥离掉落,而轻载下裂纹规整且多数以一根主裂纹形式沿着塑性变形流动方向扩展。轻载和重载下试样损伤形式均主要为滚动接触疲劳。     

水润滑塑料轴承的摩擦性能研究

用MPV—200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯(简称UHMW—PE)塑料合金轴承水润滑条件下的摩擦学性能,考察了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦系数和磨损率的影响,得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。并对作用机理进行了系统的分析,为水润滑超高分子量聚乙烯塑料合金轴承的实际应用提供理论依据。     

Effect of Layer Thickness on the Rolling-Sliding Wear Behavior of Low-Temperature Plasma-Carburized Austenitic Stainless Steel

Dry rolling-sliding wear tests have been carried out in the present work to investigate the tribological behavior of the novel surface engineered layers produced on AISI 316 austenitic stainless steel by the low-temperature, plasma-carburizing technique. Three carburized layers with varying thickness, ranging from 15 to 40 m, have been tested using the Amsler configuration. The results show that the carburized layers can prevent surface plastic deformation and improve the wear resistance of the steel during the early stage of the wear process. However, subsurface plastic deformation occurs beneath the layer, leading to the catastrophic failure of the layer and a transition in the wear rate after a limited duration of testing. The thickest layer tested produces the best wear performance under the present rolling-sliding test conditions.