过渡区的摩擦特性研究

用GCr１５的球试样和45^#钢平面试样在200N的法向务作用下对大范围位移幅值下的往复滑动作了大量磨损试验，着重对摩擦系数、磨损系数、平面试样磨痕的表面形貌以及磨屑的尺寸和分析情况进行分析研究。结果表明，在本试验条件下，过渡区范围是75－125μm。过渡区和微动、滑动状态下的磨损系数、磨痕形貌以及磨屑的尺寸和分布均有所差异。     

摩擦配副材料对TC4钛合金微动磨损行为的影响

为合理选用接触副材料以减缓钛合金的微动失效,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机,研究不同载荷条件下,摩擦配副材料GCr15和Si_3N_4对TC4钛合金微动磨损行为的影响。结果表明:较低载荷下选择高硬度的Si_3N_4陶瓷作为摩擦配副更理想,而高载荷下选择GCr15钢作为摩擦配副更理想;TC4钛合金与GCr15钢对磨的磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损,磨损率随载荷增大而减小;Si_3N_4/TC4组成的摩擦副对摩过程中,磨屑的形成过程伴随有硅的水化物产生,使形成的磨屑黏性增加,载荷较小时磨屑易粘结形成致密的第三体层覆盖在TC4钛合金表面,起润滑、承载和隔离摩擦副的作用,降低材料的磨损率;载荷较大时,第三体层在磨粒磨损和黏着磨损作用下从TC4钛合金表面脱落,摩擦副直接接触,磨损率升高。     

GCr15微动磨损转向往复滑动磨损特性的研究

对GCr15金属球和平面试块在300N的法向力作用下作了从微动磨损向往复滑动磨损转变的试验研究，对摩擦磨损过程中的磨损系数、摩擦力变化特性、磨痕的轮廓进行了分析研究。结果表明，在微动磨同往复滑动磨损转变前后，除磨损系数出现突变外，摩擦系数和磨痕的轮廓形貌也发生了比较大的变化，磨损转变过渡区的范围为70－100μm。     

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。     

Mo离子注入提高TC4合金微动磨损抗力的研究

对TC4合金进行了Mo离子注入表面改性处理,利用摩擦磨损试验机进行了点接触微动磨损试验,借助读数显微镜和表面粗糙度仪测量出有关参数,计算出试样的微动磨损体积。结果表明,Mo离子注入使试样表面硬度提高,微动磨损体积明显降低。在微动磨损初期,Mo离子注入具有较好的减摩效果。Mo离子注入带来的表面强化效应是基体合金的微动磨损抗力得以提高的主要原因。     

高分子聚合物材料微动摩擦磨损行为

组合密封中塑料环的耐磨特性对其密封性能有重要作用,为优选合适对摩材料,研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙类(PTFE)+40%铜粉、PTFE+7%碳纤维、PTFE+7%碳纤维+5%MoS₂、聚醚醚酮(PEEK)5种高分子聚合物材料与QT500对摩的微动摩擦磨损性能。从中筛选出PTFE+7%碳纤维、UHMWPE 2种材料进行不同微动行程、润滑条件下的对比试验。结果表明：无论是在干摩擦还是油润滑条件下,UHMWPE材料的平均摩擦因数随着微动行程的增大而增加,PTFE+7%碳纤维材料达到稳定状态时摩擦因数随着循环次数的波动较小。综合试验结果,当微动行程小于等于0.2 mm时建议选用PTFE+7%碳纤维,微动行程大于0.2 mm时建议选用超高分子量聚乙烯材料。     

温度对不同运行工况下Zr-4锆合金微动磨损行为的影响

采用高温微动磨损试验机对Zr-4合金管进行切向微动磨损试验，通过改变法向载荷研究了试验温度(25,100,200,325℃)对不同运行工况(完全滑移区和部分滑移区)下微动磨损行为的影响。结果表明：在相同试验温度下完全滑移区的摩擦因数高于部分滑移区，不同运行工况下200,325℃时的摩擦因数更早达到稳定状态。在完全滑移区，合金的磨损机制包括磨粒磨损、氧化磨损和剥层，温度的升高对合金微动磨损程度的影响较大，325℃时的微动磨损程度最大；而在部分滑移区，磨损机制包括剥层、黏着磨损和氧化磨损，试验温度的升高对微动磨损程度的影响很小。在相同试验温度下，部分滑移区的微动磨损量远低于完全滑移区；试验温度的升高对完全滑移区微动磨损量的影响较明显，而对部分滑移区的影响不大。     

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。     

TC4合金微动疲劳损伤研究

研究了TC4合金在柱面-平面接触务件下的微动疲劳行为，分析了其微动疲劳损伤机制。结果表明：在试验务件下，微动区边缘的损伤特征以粘着磨损为主，而微动区中部则以磨粒磨损和接触疲劳为主。疲劳裂纹易于在微动区．特别是在蚀坑处萌生和扩展。促使微动疲劳裂纹萌生的因素：一是法向应力和切向摩擦力引起的材料表层塑性变形，二是微动磨损破坏了材料的表面完整性，造成了缺口应力集中效应。     

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;微动摩擦系数大幅度降低60％,微动磨损体积减少88％;微动磨损主要形式为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损以及造成表面材料脱落的疲劳磨损.     

高温下位移幅值对TC4合金磨损性能的影响

钛合金的微动磨损会加速裂纹的形成与扩展,导致其构件提前失效。利用摩擦磨损试验机考察TC4合金在300和500℃温度下的微动磨损行为,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓及磨痕表面进行分析,探讨在300和500℃温度下TC4合金在不同位移幅值作用下的微动磨损机制。实验结果表明：高温条件下,试样平均摩擦因数和磨损率随位移幅值的增加呈现先增大后减小的趋势;两种高温环境中,小位移幅值时,微动运行区域为部分滑移区,主要损伤机制为黏着磨损和氧化磨损;位移幅值为100μm时,微动运行区域为混合滑移区,主要磨损机制为氧化磨损、剥层磨损及塑性变形;大位移幅值时,微动运行区域为完全滑移区,主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。对比300和500℃条件下磨损结果,表明温度越高TC4合金耐磨性能越好,这主要是由于摩擦生成的氧化物TiO₂和Fe₂O₃对磨损表面具有保护作用。     

TC4合金冲击磨损性能与机制的研究

固定冲击频率,在3组大小不同的冲击力下,在自制的小载荷冲击磨损实验机上对TC4合金进行了系列周次的冲击试验,研究了TC4合金的冲击磨损性能与磨损机制.结果表明:试样的整个冲击磨损过程可分为3个阶段,即无磨损阶段、微量磨损阶段和严重磨损阶段,增加冲击力将缩小前2个阶段的进程,加速材料的磨损;在各冲击力下磨痕轮廓及形貌的变化规律基本一致.TC4合金的磨损过程是接触表面硬化、启裂、疲劳剥落的过程,其磨损机制主要表现为塑性变形和疲劳剥落.     

钛合金TC4放电加工电极损耗研究

针对钛合金TC4在火花油中放电加工电极损耗大的问题,以蒸馏水和火花油为工作介质,进行了钛合金TC4的放电加工试验,分析比较了两者的电极绝对损耗量和相对损耗率的差异,并从加工波形和加工后电极的表面微观形貌及主要成分等几个方面研究了电极损耗机制。结果表明:蒸馏水的绝缘性较差,而流动性和冷却性好,消电离较充分,改善了极间状态,加工稳定,使加工效率大大提高;另外加工过程中产生的少量氧化钛和从工件飞溅的蚀除产物附着在电极表面,形成覆盖层,有效抑制了电极损耗。其电极绝对损耗与火花油加工时相差不大但相对损耗却大大降低。     

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。     

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。     

System18牙科支架合金在人工唾液下的微动磨损性能研究

为研究牙科支架合金的微动磨损性能,采用PLINT高精度液压伺服式微动磨损试验机,在法向载荷50N、频率2Hz、位移幅值3-30μm,在大气和人工唾液2种介质条件下,对System18牙科合金进行了微动磨损实验。分析了其微动磨损的动力学特性,并结合光镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）对磨痕及磨屑的成分进行了分析。结果表明：人工唾液对微动运行区域有明显改变;人工唾液明显减轻了System18牙科合金的微动损伤;其主要磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损。     

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。