摩擦热对Ti6Al4V合金摩擦磨损性能的影响-摩擦学学报.PDF

第 26 卷 　第 3 期 摩 擦 学 学 报 Vo l 26, 　No 3 2006 年 5月 TR IBOLO GY M ay, 2006 摩擦热对 T i6A l4V合金摩擦磨损性能的影响 1, 2 3 3 1 邱 　明 , 张永振 , 杨建恒 , 朱 　均 ( 1. 西安交通大学 润滑理论及轴承研究所 , 陕西 西安 　7 10049; 2. 河南科技大学 机电工程学院, 河南 洛阳　471003; 3. 河南科技大学 材料科学与工程学院, 河南 洛阳　47 1003) 摘要 : 在高速销 盘式摩擦磨损试验机上考察了 Ti6A l4V 销与 GCr15钢盘摩擦副的干滑动摩擦磨损行为 ,并在线测量 了销试样的摩擦接触温度 ,利用扫描电子显微镜 、X射线衍射仪及透射电子显微镜分别对 Ti6A l4V 摩擦表面和次表层 β 的微观形貌 、组织成分 、相结构进行研究. 结果表明: Ti6A l4V 的 相变点温度接近其摩擦系数和磨损率的转折温度 ; 随着摩擦表面温度升高 ,在 Ti6A l4V 表面依次形成 TiO、TiO 和 V O ;温度骤变促使 Ti6A l4V 表层析出纳米颗粒 ,高的 2 2 3 摩擦温度使空气中的氮渗入表层而形成 VN. 上述结果共同对 Ti6A l4V / GCr15摩擦副的摩擦磨损行为产生影响. 关键词 : 钛合金 ; 摩擦热 ; 接触温度 ; 摩擦磨损性能 中图分类号 : TH 117. 3 文献标识码 : A 文章编号 : (2006) 　　高速干滑动摩擦副接触面产生的摩擦热是影响 30 mm. 配副摩擦磨损行为的主要因素之一. 摩擦热引起材 采用河南科技大学与济南试金集团联合研制的 料温度升高 ,并在摩擦表面附近形成较大的温度梯 MM S1G型高温高速摩擦磨损试验机 [ 11 ] 进行摩擦 度 [ 1～4 ] . 随着温度上升 ,摩擦副材料表面逐渐软化 , 磨损试验. 试验条件 :室温 、滑动速度 30 ～70 m / s、 其组织结构发生塑性变形 、二次再结晶和固态相变 接触压力 0. 33 ～1. 33 M Pa、摩擦时间 100 s. 将镍铬 甚至熔化现象 [ 5, 6 ] ,进而引起配副材料摩擦磨损性 镍硅热电偶插入距离摩擦表面 2 mm 的销试样孔 能衰退. 中 ,利用 ENVADA EN 880 型记录仪每隔 0. 2 s 自动 Ti6A l4V 合金具有密度小 、比强度高及抗蚀性 记录摩擦温度. 摩擦力矩在线自动记录 ,将摩擦力矩 好等优点[ 7 ] ,被广泛应用于航空航天 、化工及汽车 除以盘的转动半径和法向载荷得到摩擦系数. 通过 等领域. 然而 , Ti6A l4V 合金的低耐磨性 [ 8～10 ] 影响其 测量摩擦前后 Ti6A l4V 合金销试样高度减少量得到 在摩 擦 磨 损 领 域 的应 用. 本 文 作 者 通 过 测 量 体积损失 ,再乘 以 4. 43 m g/mm3 转化