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保护 第48卷．第l1期．2o15年11月1 000e 不同晶粒取向铜与45钢配副时的 摩擦磨损机制 商 剑 。。张 越 。刘 亮 (1．辽宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁 锦州 121001； 2．中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃 兰州 730000) [摘 要] 为了考察不同晶粒取向纯铜与45钢配副时的摩擦磨损性能 ，采用干滑动磨损方式，研究了表面具有 水平／垂直晶粒取向纯铜销配副45钢圆盘的摩擦学行为，表征了配副材料磨损表面的形貌和组成。结果表明：晶 粒水平取向的纯铜销与45钢圆盘干滑动磨损时，摩擦 系数较小且稳定，氧化磨损 占主导地位；晶粒垂直取向的纯 铜销与45钢圆盘干滑动磨损时，摩擦系数较大且波动剧烈，磨粒磨损及黏着磨损 占主导地位。 [关键词] 摩擦磨损 ；纯铜与45钢；铜的晶粒取 向；磨损机制 [中图分类号]TH117．3 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2015)11-0001-03 O 前 言 擦磨损性能的影响；分析了不同晶粒取向时摩擦层的 形貌和组成，探讨了晶粒取向对铜摩擦层及摩擦系数 金属材料在塑性变形过程 中晶粒取 向会发生改 的影响机制。 变，进而使材料的性能发生变化。金属材料在干滑动 磨损时，接触应力及剪切应力的作用会使其表面发生 l 试 验 不同程度的塑性变形，强烈的塑性变形可以使磨损次 设备为EMM．1试验机。以柱状晶纯铜为销，尺寸 表面形成一定取向的结构——磨损织构 ¨“J。如果初 为4,5mm×15mm；一只销以轴向面为摩擦接触面，另 始表面织构与剪切织构相近，摩擦系数和磨损率就较 一 个则以径向面为接触面，晶粒取向分别平行和垂直 低 ]。铝材和钛材在磨合期到稳定磨损期间，其稳定 于接触界面；平行取 向的记为HOCu，接触表面晶界平 的剪切织构有利于摩擦系数的降低 。在磨损稳定 直，沿平行于凝 固方 向分布，垂直取 向的记为VOCu， 期间材料的接触表面晶粒择优取向后，其摩擦系数、磨损 接触表面为横向晶界，沿垂直于凝固方向分布。VOCu 率就会降低。目前，有关材料晶粒取向对摩擦磨损行为 和HOCu接触表面的显微硬度分别为(53±3)，(59± 影响的研究仅局限于单晶韧性金属材料，且对磨损机制 3)HV。以退火45钢为圆盘，尺寸为 4,50mmX5lnln， 还缺乏深入的分析；对于晶粒取向影响多晶金属材料摩 硬度为 185HB左右。 擦磨损性能的研究则更少。 摩擦磨损条件：干滑动，滑动速度为 1．12m／s，滑 本工作以柱状晶铜的轴向面和径向面作为与45 动距离为0～1344m；名义接触应力 1MPa；室温，时间 钢的摩擦接触面，研究不同晶粒取向对铜摩擦层及摩 为0～20min；相同条件下进行3次。 利用OMCarlZeiss显微镜对磨损表面、亚表面微 [收稿Et期] 2015—‘06——30 [基金项 目] 国家 自然科学基金 ；辽宁省教育 观形貌进行观察。利用LRS激光拉曼散射仪对磨损表 厅一般项 目(L2014243)；中国科学院兰州化 面的氧化物进行检测