TiAlZr合金微动磨损性能研究

采用高精度液压式微动磨损试验机研究了TiA lZr合金在不同微动运行区域的微动磨损行为,建立了其运行工况微动图。试验结果表明:滑移区、混合区和部分滑移区的摩擦因数随循环次数变化呈现不同的规律,其中部分滑移区摩擦因数较低,磨损体积随着位移幅值的增大而增大;滑移区、混合区磨损体积随着法向载荷的增加而增大,而部分滑移区磨损体积随着法向载荷的增加而减小;滑移区磨屑堆积于中心区域,磨损以磨粒磨损和剥层机制为主;混合区磨损机制主要表现为粘着磨损与磨粒磨损并存;部分滑移区磨损轻微。     

25CrNi2MoV钢的微动磨损性能

采用微动摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对新型高速重载传动轴用25CrNi2MoV钢进行微动磨损试验,研究了不同载荷(50~200N)和频率(15~30Hz)下该钢的微动磨损性能。结果表明:在频率为20Hz条件下,当载荷由50N增至200N时,25CrNi2MoV钢的平均摩擦因数由0.766减至0.661,磨损体积由19.65×10^-3 mm^3增至75.83×10^-3 mm^3;在载荷为30N条件下,当频率由15Hz增至30Hz时,平均摩擦因数由0.790增至0.905,磨损体积由11.43×10^-3 mm^3增至23.88×10^-3 mm^3;在不同试验参数下,25CrNi2MoV钢磨损表面均出现了氧化和犁沟现象,磨损机制包含氧化磨损和磨粒磨损;在频率为20Hz条件下,载荷为50,100N时,25CrNi2MoV钢的磨损机制以黏着磨损为主,载荷为150,200N时,主要磨损机制为疲劳磨损;在载荷为30N条件下,频率为15~25Hz时,磨损机制以磨粒磨损为主,当频率增至30Hz时,磨损机制以疲劳磨损为主。     

镍基单晶高温合金微动摩擦磨损特性研究

采用SRV-IV微振动摩擦磨损试验机研究了航空发动机材料DD6镍基单晶高温合金的室温微动摩擦磨损特性.微动试验条件为:试验块与合金球水平垂直接触干摩擦,正向载荷为50～180 N,振幅为60 μm,频率为50 Hz,循环次数为1×105次.试验结果表明:随着正向载荷的增大,磨痕中心区域磨损特征由微凹坑转变为平坦的挤压层...     

聚四氟乙烯基粘结固体润滑涂层微动磨损性能研究

在不同位移幅值与载荷条件下研究了酚醛环氧粘结聚四氟乙烯(PTFE)基固体润滑涂层的微动磨损特性，并利用扫描电子显微镜、表面轮廓仪和傅里叶表面红外仪等对涂层磨斑进行分析。结果表明，粘结PTFE基涂层具有良好的抗微动损伤性能，随循环次数的变化只存在部分滑移区和滑移区，部分滑移区的损伤轻微，滑移区的损伤强烈依赖于栽荷，其损伤与PTFE分子链在往复交变载荷作用下的疲劳断裂相关。     

粘结石墨固体润滑涂层微动磨损性能研究

在不同位移幅值与载荷下研究了粘结石墨固体润滑涂层的微动磨损特性,并利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了涂层微动磨斑。结果表明：粘结石墨涂层具有良好的抗微动损伤性能,随循环次数的变化只存在部分滑移区和滑移区,部分滑移区涂层损伤轻微;滑移区损伤严重,主要表现为裂纹萌生和扩展,最终按剥层机制呈层状剥落。     

Domex 700MC钢焊接接头的微动磨损性能

采用实芯焊丝CO2气体保护焊方法焊接了低合金高强钢Domex 700MC,在无缺陷的焊态接头试样上从焊缝区、熔合区和焊接热影响区中分别截取试样进行微动磨损试验,用SEM观察了磨痕形貌。结果表明:在选定的微动磨损试验参数下,不同部位金属的磨痕面积差异较小,磨损体积和最大磨痕深度差异较大;接头不同部位金属具有不同的微动磨损性能,焊缝中心金属的耐微动磨损性最好;磨损面上存在与滑移方向成不同角度的微裂纹,这些微裂纹扩展、相交后导致金属呈块状或颗粒状脱落,所形成的凹坑有利于新的微裂纹形成。     

核用TP316H钢在不同介质环境下的微动磨损性能

采用自制的液态钠环境微动磨损试验机,研究了核用TP316H传热管在不同环境 (室温大气、室温水、450 ℃大气、450 ℃液态钠)下的微动磨损性能。试验采用管/柱正交接触方式,试验结束后,采用超景深显微镜、三维光学显微镜、SEM和EDS对磨痕形貌、摩擦化学反应及磨损量进行了表征,对比分析了4种介质环境对TP316H的微动磨损的影响,发现TP316H合金管在450 ℃液态钠中的磨损率最大,在室温水中的磨损率最小。4种介质环境下的磨损机理不同,室温大气环境中的磨损主要是剥层和氧化磨损,随着温度升高,氧化磨损加重;室温水环境中的磨损以磨粒磨损为主;高温液态钠环境中的磨损为磨损和腐蚀的耦合协同作用。     

钛基化学镀耐磨涂层微动磨损性能研究

以提高钛合金抗微动磨损性能为宗旨,研究了化学镀Ni-Tl-B（NTB）三元合金及Ni-Tl-B/BN、Ni-Tl-B/SiC复合镀层制备工艺,利用X射线衍射技术、扫描电镜及能谱分析等手段,分析了三种镀层的结构,观察了镀层表面形貌,利用微动摩擦磨损试验机评价了化学镀处理对钛合金抗磨的影响,实验结果表明：该工艺得到的Ni-Tl-B、Ni-Tl-B/BN、Ni-Tl-B/SiC多元复合镀层表面光亮、质感均匀、镀层结合力良好,经过相同次数微动磨损试验,Ni-Tl-B镀层的耐磨性能比TA7及Ni-Tl-B/BN、Ni-Tl-B/SiC镀层好。     

四种核电用包壳材料的微动磨损性能研究

在切向微动磨损试验机上对4种核电用包壳材料(Zr合金、Zr/Cr涂层、FeCrAl和ODS-FeCrAl)进行切向微动磨损试验,考察不同包壳材料的微动磨损特性.研究结果表明:不同包壳材料的摩擦因数、耗散能曲线和形变有显著差异;4种包壳材料在切向微动过程中均处于部分滑移区.通过分析磨痕微观形貌和磨痕轮廓,发现ODS-Fe...     

钛合金在水介质中的微动磨损特性研究

在SRV实验机上对TC11钛合金在水中进行微动磨损研究，研究了载荷大小、振幅等对摩擦因数和磨损量的影响。结果表明，钛合金在水中微动的摩擦因数虽然随载荷或振幅的变化无规律可循，但随着振幅的减小却越来越稳定；其磨损量均随着载荷或振幅的增加而增加；小振幅时的磨损机制符合疲劳脱层理论，而大振幅时则主要是磨粒磨损机制。     

有机钼复合润滑剂在高温微动和滑动条件下的摩擦磨损行为

以矿物基650SN油作为基础油,采用复配技术制备了有机钼复合润滑剂。利用SRV微动磨损试验机和T-11滑动磨损试验机考察了该复合剂的高温摩擦学行为,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其润滑下的磨痕表面形貌和表面膜的元素组成进行了分析,探讨了复合剂的减摩润滑机制。结果表明:有机钼复合剂具有良好的高温微动和滑动摩擦学行为,与基础油相比,复合剂能够使钢-钢摩擦副在高温微动和滑动过程中的摩擦因数降低28%和43%,抵抗微动和滑动磨损的能力分别提高53%和54%。这是由于有机钼复合剂通过分解、吸附和摩擦化学反应,在摩擦副金属表面形成了含磷酸盐的沉积膜和含FeS、MoS2的化学反应膜共同组成的复合边界润滑膜,从而表现出优良的减摩润滑效果。     

微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化的影响*

微动疲劳易引起钢丝表面磨损和横截面积损失,进而造成钢丝断裂失效并缩短钢丝绳使用寿命。不同微动疲劳参数（接触载荷、疲劳载荷、钢丝直径和交叉角度）引起差异的钢丝微动疲劳磨损特性,故研究微动疲劳参数对钢丝微动疲劳磨损演化规律影响至关重要。基于摩擦学理论和Marc仿真软件构建钢丝微动疲劳磨损模型,探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度和钢丝直径对钢丝微动疲劳磨损演化的影响规律。结果表明：钢丝微动疲劳磨损体积主要与接触载荷和疲劳载荷有关;疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积随着接触载荷的增加而增大,且不同接触载荷下疲劳钢丝磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;随疲劳载荷幅值的增加,疲劳钢丝的磨损深度、磨损率及磨损体积均呈增加趋势;在不同疲劳载荷范围下疲劳钢丝的磨损体积均随着循环次数的增加而呈线性增加;当接触载荷、疲劳载荷及钢丝间摩擦因数相同时,不同交叉角度和不同加载钢丝直径下疲劳钢丝的磨损体积相同。     

不锈钢焊接区金属微动磨损行为研究

以1Cr18Ni9Ti不锈钢材料为母材,采用焊条电弧焊方法制备焊件。在焊接检验合格的焊态试件上从焊缝区、熔合区和焊接热影响区金属中分别截取并制备微动磨损试验用试样。将制备好的焊接区不同位置金属试样在相同条件下进行微动磨损试验,研究焊接区金属微动磨损行为。研究结果表明,在选定的微动磨损试验参数下,微动处在完全滑移区;焊接区不同部位金属的微动磨痕形貌存在差异,具有不同的微动磨损行为。焊缝区金属磨痕最大深度差异不明显,但磨痕平面投影面积差异显著。焊接热影响区金属磨痕最大深度差异显著,而磨痕平面投影面积差异不明显。     

Fretting Wear Behavior of Medium Carbon Steel Modified by Low Temperature Gas Multi-component Thermo-chemical Treatment

The introduction of surface engineering is expected to be an effective strategy against fretting damage. A large number of studies show that the low gas multi-component (such as carbon, nitrogen, sulphur and oxygen, etc) thermo-chemical treatment(LTGMTT) can overcome the brittleness of nitriding process, and upgrade the surface hardness and improve the wear resistance and fatigue properties of the work-pieces significantly. However, there are few reports on the anti-fretting properties of the LTGMTT modified layer up to now, which limits the applications of fretting. So this paper discusses the fretting wear behavior of modified layer on the surface of LZ50 (0.48%C) steel prepared by low temperature gas multi-component thermo-chemical treatment (LTGMTT) technology. The fretting wear tests of the modified layer flat specimens and its substrate (LZ50 steel) against 52100 steel balls with diameter of 40 mm are carried out under normal load of 150 N and displacement amplitudes varied from 2 μm to 40 μm. Characterization of the modified layer and dynamic analyses in combination with microscopic examinations were performed through the means of scanning electron microscope(SEM), optical microscope(OM), X-ray diffraction(XRD) and surface profilometer. The experimental results showed that the modified layer with a total thickness of 60 μm was consisted of three parts, i.e., loose layer, compound layer and diffusion layer. Compared with the substrate, the range of the mixed fretting regime(MFR) of the LTGMTT modified layer diminished, and the slip regime(SR) of the modified layer shifted to the direction of smaller displacement amplitude. The coefficient of friction(COF) of the modified layer was lower than that of the substrate in the initial stage. For the modified layer, the damage in partial slip regime(PSR) was very slight. The fretting wear mechanism of the modified layer both in MFR and SR was abrasive wear and delamination. The modified layer presented better wear resistance than the substrate in PSR and MFR; however, in SR, the wear resistance of the modified layer decreased with the increase of the displacement amplitudes. The experimental results can provide some experimental bases for promoting industrial application of LTGMTT modified layer in anti-fretting wear.     

ZM5镁合金微动磨损特性研究

采用高精度微动试验台研究了ZM5镁合金的微动磨损行为,法向载荷变化范围为50～200N、位移幅位为5～40μm。通过摩擦力-位移-循环次数变化分析,结合显微观测,结果表明:ZM5镁合金的微动磨损行为与微动区城特性密切相关。它的微动损伤形貌主要是磨损,在初期阶段的磨损机制主要是粘着和氧化,中后期是粘着、氧化和磨粒磨损共同作用的结果。     

GCr15轴承钢的复合微动磨损行为研究

对GCr15轴承钢球/平面接触方式,在倾角分别为30°和45°进行复合微动磨损试验。分析了该微动接触条件下的动力学特性;利用光学显微镜、轮廓仪和扫描电子显微镜对磨痕进行了分析,根据复合微动运行的三个阶段,提出了GCr15钢的复合微动磨损的物理模型。     

AZ91D镁合金微动磨损特性研究

采用液压高精度材料试验机考察了平面一球面接触的AZ91D镁合金摩擦副的微动磨损行为，分析了位移幅值、法向载荷和频率等参数对摩擦因数和磨损体积的影响，考察了不同实验条件下的磨斑形貌，并探讨了其磨损机理。结果表明：AZ91D镁合金的微动区域可分为部分滑移区、混合区和滑移区3个区域，粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损分别是3个区域的主要磨损机制；磨损体积随着位移幅值和法向载荷的增加而增大，但却随着频率的增大而减小。在微动部分滑移区和混合区，摩擦因数随着位移增大迅速增加；在微动滑移区，摩擦因数随法向载荷的增大而减小，而位移幅值和频率对摩擦因数的影响较小。     

硬度对钢蜗轮副用材料微动磨损特性的影响

通过调整40CrNiMoA钢的热处理工艺参数获得了4种不同硬度的试样,在无润滑、室温条件下,在SRV Ⅳ微动磨损试验机上研究了硬度对40CrNiMoA钢-18Cr2Ni4WA钢摩擦副微动磨损量和摩擦因数的影响.结果表明:试验条件下,随着40CrNiMoA钢硬度的增加,其微动磨损体积减小,而较硬的18Cr2Ni4WA钢的微动磨损量变化趋势则与试样的位置等有关,但总存在一个硬度配对使得两摩擦副微动磨损体积相等;摩擦因数在40CrNiMoA钢为上试样时,随时间变化较平稳,波动较小;当40CrNiMoA钢为上试样时,其微动磨损机制主要为黏着磨损,而18Cr2Ni4WA钢的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.