不同氣氛環(huán)境中CrNiMo鋼高速摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、本文以高速干滑動摩擦為背景，以CrNiMo鋼和H96黃銅為配副，應(yīng)用MMS-1G型高溫高速摩擦磨損試驗機，分別研究了材料在室溫條件下氮氣、二氧化碳和氧氣三種氣氛以及高溫條件下二氧化碳和氧氣兩種氧化性氣氛環(huán)境中的摩擦學(xué)特性。應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)、EDAX能譜分析儀(EDX)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜儀(XPS)對銷試樣磨損表面形貌、組織和元素化學(xué)狀態(tài)進(jìn)行分析，闡述了氣氛環(huán)境中材料的主要磨損機理，并探討了材料摩擦學(xué)

2、特性與氣氛環(huán)境之間的關(guān)系。本文的主要結(jié)論如下： 室溫條件下氮氣、二氧化碳和氧氣三種氣氛環(huán)境中，隨著滑動速度和接觸壓力(即pv值)的增大，配副的摩擦系數(shù)均減小，銷試樣的磨損率均增大。氧氣氣氛環(huán)境中配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率最低；氮氣氣氛環(huán)境中配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率最高。氧氣氣氛環(huán)境中，材料的磨損機制主要是粘著磨損和氧化磨損；二氧化碳?xì)夥窄h(huán)境中，材料的磨損機制主要是粘著磨損、磨粒磨損和氧化磨損；氮氣氣氛環(huán)境中，材料的磨損

3、機制主要是粘著磨損、磨粒磨損和金屬流變。 高溫條件下二氧化碳和氧氣兩種氧化性氣氛環(huán)境中，隨著滑動速度和接觸壓力(即pv值)的增大，配副的摩擦系數(shù)均減小，銷試樣的磨損率均增大。二氧化碳?xì)夥窄h(huán)境中配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率均高于氧氣氣氛環(huán)境中配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率。二氧化碳?xì)夥窄h(huán)境中，高溫下配副的摩擦系數(shù)高于室溫下的摩擦系數(shù)，而銷試樣的磨損率卻低于室溫下的磨損率；氧氣氣氛環(huán)境中，高溫下配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率均低于

4、室溫下配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率。高溫氧氣氣氛環(huán)境中材料的主要磨損機制為粘著磨損和氧化磨損；高溫二氧化碳?xì)夥窄h(huán)境中材料的主要磨損機制為粘著磨損、氧化磨損和金屬流變。高溫條件下兩種氧化性氣氛環(huán)境中，在銷試樣摩擦面由于粘著和氧化而形成的混合層在一定程度上減輕了磨損。 在相同試驗參數(shù)條件下，不同氣氛環(huán)境中的摩擦表面溫度不同，這導(dǎo)致摩擦面微觀形貌、組織和成分的不同，進(jìn)一步的分析表明，室溫條件下，摩擦表面是否存在氧化膜以及氧化膜的種類

5、和含量是導(dǎo)致氣氛環(huán)境中磨損機制不同的重要原因；高溫條件下，由于粘著和氧化作用而在摩擦表面形成的混合層是導(dǎo)致不同氣氛環(huán)境中磨損機制不同的重要原因，磨損機制的不同又進(jìn)一步影響到材料宏觀的摩擦學(xué)特性。 在相同試驗參數(shù)條件下，氮氣氣氛環(huán)境中，銷試樣磨損最嚴(yán)重，氧化性越強的氣氛環(huán)境中，配副的摩擦系數(shù)和銷試樣的磨損率越小，隨著環(huán)境溫度的升高，這種現(xiàn)象越明顯。工程實際中，尤其是高溫環(huán)境中，此種配副材料適合在氧氣氣氛環(huán)境中使用，而應(yīng)盡量避免在氮