基于气氛环境条件下材料的干滑动摩擦学特性研究

来源 :河南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ronglao2009
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本文以气氛环境中干滑动摩擦为背景,以CrNiMo钢和H96黄铜为配副,利用QG-700型高温气氛摩擦磨损试验机,研究材料在单一气氛(氧气和氮气)、混合气氛(75%氧气25%氮气、50%氧气50%氮气、空气)五种气氛环境中的摩擦学特性。应用扫描电子显微镜(SEM)、EDAX能谱分析仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)对销试样磨损表面形貌、组织和元素化学状态进行分析,阐述了气氛环境中材料的主要磨损机理,并探讨了材料摩擦学特性与气氛环境之间的关系。 本文的主要结论如下:氧气、氮气气氛环境中,随着滑动速度和接触载荷增大,配副的摩擦系数均减小,销试样的磨损率均增大。氧气气氛环境中配副的摩擦系数和销试样的磨损率最低;氮气气氛环境中配副的摩擦系数和销试样的磨损率最高。氧气气氛环境中,磨损机制主要是氧化磨损、磨粒磨损和粘着磨损;氮气气氛环境中,摩擦副的磨损机制由粘着磨损和磨粒磨损共同作用。 混合气氛环境中,随着滑动速度和接触载荷的增加,摩擦系数降低,磨损率上升;随着氧气含量的增加,氧化性气氛越强,其它试验条件相同时,摩擦系数和磨损率最小。磨损机制都存在粘着磨损、氧化磨损及磨粒磨损;随着滑动速度和低接触载荷时,由粘着磨损和磨粒磨损转变为氧化磨损和磨粒磨损起主要作用,粘着磨损逐渐减少。 在氧化性气氛环境中,氧气含量不同,摩擦表面生成的氧化物不同,Fe的氧化物主要由FeO和Fe2O3组成,Cu的氧化物主要由Cu2O和CuO组成。氮气气氛环境中,氮气起到保护性作用,不参与反应,摩擦表面没有氮元素的化合物生成。
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