沙粒对TC4和TC17两种钛合金冲击磨损行为的影响
【学位单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:TG146.23
【部分图文】:
冲击磨损一般指两接触表面之间反复接触、碰撞所造成的各个表面磨损[17]。冲击磨损普遍存在于航空工业、矿山机械、管道输送、核能发电、铁路机械等诸多领域(见图1-1),是导致机械零部件失效的重要原因之一。因此,近年来研究人员对冲击磨损进行了大量的研究[18]。研究发现冲击速度、冲击次数、冲击角度、环境温度及磨料特征等试验条件都会影响冲击磨损[19-21]。Islam M A[22]研究了磨粒的速度对API X42钢冲击磨损的影响,发现材料的磨损率随着冲击速度的增加而增加。研究人员发现冲击磨损机理及磨损率与冲击角度有关[23-24]。AISI 304和AISI 316不锈钢在冲击角度为60°时磨损率最高,而AISI 420不锈钢在冲击角度为30°时的磨损率较高[25-26]。根据冲击角度的不同,Al-Bukhaiti M A将1017不锈钢的磨损机理分为三种情况[27]:当冲击角度小于15°时,磨损主要基于磨粒的划削和擦削;当冲击角度大于15°小于75°时,磨损主要受切削和犁沟的影响;当冲击角度大于75°时,磨损以磨粒挤压材料导致材料损失为主。Desale[28]分别用石英、氧化铝和碳化硅三种磨粒冲击试样,发现不同的磨粒会导致不同的磨损率。随着冲击速度的增加,样品的磨损程度也会增加[22,29]。与去离子水环境中的磨损情况相比,当冲击磨损发生在腐蚀性的盐溶液中时,具有马氏体相层状微观结构的钢材容易被腐蚀并造成较大的磨损[30]。Li等[31-32]用直径180μm的石榴石颗粒以650m/s的速度撞击高强度钢,研究了材料高速粒子冲击条件下材料的去除机制。邓[33]研究了粒子旋转情况对延展性较好的金属EN-24钢冲击磨损的影响。研究结果表明:粒子以―后旋‖的状态撞击试样比―顶旋‖和―无旋‖带来更高的磨损率,当冲击角度较小时候这种现象会更加明显。基于此作者对Finnie-Bitter模型进行了修正,发现修正后的模型能够更好的预测粒子的冲击磨损行为。Wong等[34]和Njobuenwu等[35]分析了大量的试验数据,并建立了预测固体粒子冲击磨损的模型。
(1)早在1972年,国际商业机器公司研发了第一台冲击磨损试验机[44]。试验机的旋转电机带动飞轮和冲击盘做旋转运动,见图1-2。在实验的过程中,冲击盘与试样发生碰撞,从而完成冲击实验。试验机可以实现冲击速度、冲击次数的控制。(2)2017年,上海交通大学的Binggang Liu等[45]人使用MLD-10型动载磨料磨损实验机研究了Si含量对纳米结构贝氏体钢冲击磨损性能的影响。实验设备上的旋转电机带动下试样旋转,通过调节重锤的高度来控制实验冲击的能量。在试样之间添加磨料,重锤上下往复运动使得试样产生冲击磨损。试验机可以调节冲击的能量和下试样的转速。
(2)2017年,上海交通大学的Binggang Liu等[45]人使用MLD-10型动载磨料磨损实验机研究了Si含量对纳米结构贝氏体钢冲击磨损性能的影响。实验设备上的旋转电机带动下试样旋转,通过调节重锤的高度来控制实验冲击的能量。在试样之间添加磨料,重锤上下往复运动使得试样产生冲击磨损。试验机可以调节冲击的能量和下试样的转速。(3)2008年奥地利摩擦学研究中心研发了HT-CIAT型循环冲击磨损试验机[46,47]。如图1-4所示,冲杆能够上下往复运动来冲击样品表面。同时,试验机要求试验样品安装角度固定为45°,以方便磨粒不断的流过磨损区域。试验机能够实现室温至700摄氏度的温度范围,并可以控制磨料的流速。
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本文编号:2884052
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