架空导线微动磨损表面的微观分析

在轴向静载荷为 30MPa ,振动频率为 10Hz,弯曲振幅为 0 8mm的试验条件下 ,在弯曲疲劳试验装置上对JL/G1A 12 5 2 6 / 7架空导线进行微动试验。利用扫描电子显微镜分析了经 5 4× 10 6周次循环振动后的线夹处导线的微动磨损表面形貌特征。结果表明 :架空导线的各同层铝线间的接触处、外层铝线与内层铝线的接触处、内层铝线与钢线的接触处、外层铝线与线夹的接触处均发生了微动磨损 ,其中与线夹接触的外层铝线磨损最为严重。磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损 ,磨屑主要为铝的氧化物 ;微动疲劳裂纹发生在磨损区域内 ;在磨损区与非磨损区的界面没有发现疲劳裂纹。     

高压输电导线的微动磨损行为研究

在弯曲疲劳试验装置上对高压输电导线--LGJ150/25型钢芯铝绞线进行微动试验,轴向静载荷为30 MPa,振动频率为10 Hz,弯曲振幅为1 mm.经5×106周次循环振动后,利用电镜扫描分析线夹处导线的微动磨损斑形貌特征.在磨损斑表面观察到大量磨屑,经分析其成分为氧化铝.根据磨损斑形貌的分布规律将导线的微动区域划分为微动粘着区、微动滑移区以及微动混合区.在微动粘着区的磨损斑有很大的塑性变形,磨损区有少量的裂纹产生.微动滑移区与微动混合区内磨损斑表面有片状剥离物存在,并且在剥离物周围有大量显微裂纹,裂纹长度较长.     

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。     

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。     

关于微动磨损与微动疲劳的研究

微动磨损与微动疲劳是２种主要的微动模式,造成的损伤在工业中相当普遍,并可能引发灾难性的后果。主要研究了们移幅度、压力和疲劳应力３个基本微动参数,并以获得的微动区域、微动图为基础,分析了微动磨损与微动疲劳的运行机制和破坏规律。为更好地了解微动磨损与微动疲劳之间的内在联系,进一步探讨了接触磨损与局部疲劳、局部疲劳与整体疲劳之间的竞争机制。     

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。     

钢芯铝绞线磨损微粒特性分析

在自制导线微风振动模拟试验机上,于8%拉断张力下,对LGJ150/25型钢芯铝绞线完成了3种不同振动周次下的微风振动磨损试验。在线夹出口89mm处采集了磨损微粒,利用铁谱仪、扫描电镜和能谱仪对磨粒表面微观形貌、成分和尺寸进行了分析。结果表明,钢芯铝绞线铝线股的磨损主要为磨料磨损和氧化腐蚀磨损;随着振动周次的增加,磨粒尺寸迅速减小,几何长短轴比逐渐趋于1,棱角逐渐变得平滑,形成粒度较小,数量较多,且分布均匀的磨损微粒;在1×107振动周次下,试验导线的钢芯线发生较为明显的磨损现象。     

TC4合金微动磨损过渡区摩擦行为

为研究TC4合金微动磨损过渡区摩擦行为特点,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机,对球/平面接触的GCr15钢球/合金TC4摩擦副在100 N法向载荷下进行微动磨损试验,得到TC4合金微动磨损过渡区的范围,分析不同状态下摩擦因数演变及磨痕表面形貌特点,研究磨损机制的变化。结果表明:微动状态下,摩擦因数在磨合阶段波动剧烈,达到稳定磨损阶段后趋于稳定,且稳定状态下的摩擦因数随着位移幅值的增加而增加;往复滑动状态下,不同位移幅值下的摩擦因数曲线近乎重合且波动剧烈;微动磨损过渡区的摩擦因数变化处于2种状态的转变阶段。微动状态下,磨痕表面轮廓线粗糙,损伤轻微,磨损机制以黏着磨损和疲劳剥层为主;往复滑动状态下,轮廓线更光滑且损伤严重,磨损机制以磨粒磨损及塑性变形为主;微动磨损过渡区轮廓线由粗糙变为光滑,磨损深度及宽度突增,磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损。     

60Si2Mn钢复合微动磨损行为的研究

采用球／平面接触,研究了60Si2Mn钢在两种倾斜角(45°和60°)、三种载荷(Fmax=200 N、400 N、800 N)和恒定加载速度(6 mm／min)下的复合微动磨损行为。在详细分析该微动接触条件下的动力学特性的基础上,结合光学显微镜和激光共焦扫描显微镜对磨痕的分析,探讨了不同阶段的微动过程和机制。根据F-D曲线的三种形状,60Si2Mn钢的复合微动运行过程划可划分为三个阶段。第1阶段的磨损以滑移为主,第Ⅱ、Ⅲ阶段的颗粒剥落均按剥层机制进行,但损伤程度明显不同。     

钢芯铝绞线绞线间接触与磨损分析

根据架空输电导线的受力特点,建立了钢芯铝绞线局部接触模型.利用有限元分析了不同张力下铝绞线间的接触应力,从微观形貌分析了导线表面的黏着区与滑移区的分布特点,并通过两者的对比,获得了导线层间线股的磨损机制.结果表明,黏着区主要位于接触应力较大的接触区域中部,滑移区分布于接触应力较小的接触区域边缘.在黏着区,导线表层铝组织在高接触压力作用下破裂、塌陷,而滑移区的表层铝组织呈片状滑移、剥落.     

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.     

含硫化铜纳米粒子润滑脂的微动磨损性能研究

在微动磨损试验机上考察了含有硫化铜纳米粒子脲基脂的微动磨损性能。结果表明:硫化铜纳米粒子能显著降低微动磨损体积,随着纳米粒子含量增加,微动磨损量降低;在微动磨损后期纳米粒子的存在还能降低摩擦因数。低负荷下,润滑脂中硫化铜纳米粒子有利于降低微动磨损量;但在高负荷条件下,磨损量迅速增大,说明高负荷下微动磨损方式发生了变化。XPS分析表明,微动磨斑表面膜含有Cu、FeS等物质,说明硫化铜纳米粒子能显著降低微动磨损的原因在于纳米粒子化学性质非常活泼,在微动过程中容易与摩擦表面发生化学反应,形成具有保护性的沉积物膜和化学反应膜。     

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。     

位移幅值对ZG230-450铸钢微动磨损行为的影响

在不同位移幅值(60～140μm)下对ZG230-450铸钢进行微动磨损试验,研究了位移幅值对摩擦因数、磨损体积和磨损机制的影响.结果表明:随着位移幅值增大,铸钢的微动磨损行为由混合滑移转变为完全滑移,耗散能逐渐增大;混合滑移状态下,摩擦因数经过上升阶段后就迅速进入稳定阶段,而完全滑移状态下的摩擦因数经历了上升阶段、波...     

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.