TC4合金在不同环境介质中微动磨损行为研究

发布时间：2021-06-26 14:32

　　采用SRV-IV微动磨损试验台,研究TC4钛合金在空气和纯水介质中不同位移幅值下的微动磨损行为及其在模拟海水中的微动腐蚀特性,利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别对磨痕表面形貌、磨损体积及磨痕轮廓进行表征,分析了钛合金在不同环境介质中的微动磨损机制。结果表明:摩擦系数随位移幅值的增大呈现出先增大后减小的趋势,磨损体积随位移幅值的增大而增大;干摩擦条件下,摩擦系数较高且波动剧烈,磨损体积较小,磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损并伴有氧化磨损;与干摩擦相比,水介质中的摩擦系数较低,磨损体积显著增大,且模拟海水中的摩擦系数更低更稳定,磨损轮廓更深,说明腐蚀与磨损之间存在"正"交互作用;TC4合金在纯水介质中的微动磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损,而在模拟海水中的微动磨损机制主要为磨粒磨损和腐蚀磨损。 

【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(07)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

微动磨损试验机结构示意图

TC4合金微观结构

与空气中相比，水溶液介质中的摩擦系数明显降低，且纯水中的摩擦系数比模拟海水中的大。这是因为水溶液可以在接触区形成具有润滑作用的水膜，减少了粘着的发生，同时使磨粒磨损更为流畅[22]，从而降低了摩擦系数；在水溶液中，微动产生的磨屑颗粒更容易脱离接触区，有助于摩擦系数的降低。模拟海水中的氯活性成分易与对磨材料中的铁生成氯化铁软质易剪切的表面膜，由于外载荷的作用，表面膜在磨损表面铺展而形成完整的润滑膜，起到润滑和阻隔作用[15,23]。两接触表面不是严格的镜面，溶液介质会在凸起的地方形成边界润滑，在凹陷的地方形成流体润滑[19]，并且总的摩擦力由微凸体和液体膜层共同承担，摩擦系数较低。随着微动过程的进行，润滑膜和钝化膜逐渐遭到破坏，接触区产生大量磨屑，未随溶液介质溢出接触区的磨屑加剧了磨粒磨损，使摩擦系数略有上升。2.2 磨损特性分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]TC4合金微动腐蚀行为的研究[J]. 俞树荣,孙璐,宋伟,何燕妮,景鹏飞.  稀有金属材料与工程. 2019(04)
[2]TC4钛合金在模拟海水中腐蚀-磨损交互行为研究[J]. 王林青,周永涛,王军军,王忠维,黄伟九.  摩擦学学报. 2019(02)
[3]蒸馏水中TC4合金微动磨损特性[J]. 宋伟,孙璐,景鹏飞,俞树荣.  中南大学学报(自然科学版). 2019(02)
[4]海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究[J]. 王梦娇,王云霞,范娜,王秋凤,阎逢元.  润滑与密封. 2019(02)
[5]TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中的微动腐蚀特性[J]. 郑超,魏世丞,梁义,苏宏艺,王玉江,郭蕾.  稀有金属. 2018(10)
[6]TC4钛合金表面沉积CrSiN/SiN纳米多层膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀磨损性能[J]. 何倩,孙德恩,曾宪光.  中国表面工程. 2018(01)
[7]钛合金在不同溶液中的电化学腐蚀行为[J]. 何亚峰,卢文壮,干为民.  华南理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]载荷对304不锈钢微动磨损性能的影响[J]. 范娜,王云霞,王秋凤,阎逢元.  摩擦学学报. 2016(05)
[9]TC4合金在不同环境介质中的磨损行为及磨损机制研究[J]. 李新星,李奕贤,王树奇.  稀有金属. 2015(09)
[10]TC11及表面改性膜层在海水中的微动磨损研究[J]. 邓凯,于敏,戴振东,梁军,张广安,刘维民.  稀有金属材料与工程. 2014(05)



本文编号：3251518