销—盘法摩擦磨损实验的影响因素研究

发布时间：2020-05-30 18:23

【摘要】：销-盘法是广泛采用的粘着磨损实验方法。在工程上或者研究中对材料进行耐磨性评估时,人们通常把注意力放在考察材料的状态及模拟工况的实验条件上,而对摩擦副材料的选择有很大的随意性。本文用高硬度淬火钢制成的磨销与不同硬度的淬火回火钢制成的磨盘配副在摩擦磨损实验机上进行销-盘法摩擦磨损实验,通过称重法测量磨损率研究了磨盘硬度、实验应力和摩擦速度对磨损率影响的规律,通过对实验后的摩擦副表面硬度、粗糙度、相变层的表征分析了实验条件对磨损率影响的机理。研究得到如下结论： 1.磨盘材料、摩擦应力与摩擦速度对磨销的磨损率都会造成很大的影响。实验获得的磨损率是几个因素综合作用的结果,而非随某一因素单一的线性变化。如果不能同时恒定这几个因素,实验评估出的耐磨性高低次序不是恒定的；如果实际工况中的摩擦磨损条件与模拟实验中的参数差距较大,实验评估出的耐磨材料的耐磨性优劣也是值得质疑的。 2.磨销的磨损率随着磨盘的硬度升高呈现出两种趋势的变化。当磨盘材料硬度低于400HB时,磨损率随着磨盘硬度提高而降低,随着应力和速度的增加而增加；磨盘硬度越低,应力越大,磨损率随着摩擦速度的增加而提高的幅度越大。当磨盘材料硬度高于400HB时,磨损率随着磨盘的硬度提高而提高,随着应力的增加而升高。磨盘的硬度越高,摩擦速度越慢,磨损率随着摩擦应力的增加而提高的幅度越大。 3.不同硬度的磨盘与高硬度磨销对磨以后,表面都发生了加工硬化。尽管磨盘原始硬度差别很大,实验后的磨盘表面硬度差距缩小；增大速度会小幅降低磨盘表面硬度,即加工硬化程度减弱。硬度低于400HB的磨盘对磨后的表面硬度随着原始硬度升高而降低；硬度高于400HB的磨盘对磨后的表面硬度随着原始硬度的升高而升高。分析低硬度磨盘表面硬度异常升高的原因,可能与这些钢的塑性较好,容易嵌入高硬度磨屑有关。磨盘表面硬度变化可能是造成磨损率随磨盘硬度非线性变化的原因。 4.硬度低于400HB的磨盘对磨以后表面粗糙度比实验前增大,且随着磨盘原始硬度的升高而急剧降低；硬度高于400HB的磨盘对磨以后表面粗糙度比实验前减小,且随着磨盘原始硬度的升高而缓慢降低。磨盘表面粗糙度随着磨盘原始硬度升高而降低的趋势说明了摩擦副的表面粗糙度与其基体的塑性变形能力成正比。 5.磨销与磨盘对磨以后表面形成一定深度的相变层,相变层中存在的超细马氏体组织表明摩擦面温度超过了奥氏体相变临界点,摩擦面在对磨时已经转变为低硬度高塑性的奥氏体。相变层的深度是摩擦面温升的主要标志,相变层组织为摩擦后获得,不会对摩擦磨损行为产生影响。相变层深度随着应力和摩擦速度的增加而增加；磨盘原始硬度对磨销表面相变层深度的影响较小。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH117.1

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