兩種Fe-C合金的轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)磨損研究.pdf

1、工業(yè)中的實(shí)際微動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)雜，接觸方式各式各樣，目前尚無統(tǒng)一分類方法，以球/平面接觸模型為例，根據(jù)不同的相對運(yùn)動(dòng)方向，微動(dòng)可分為4種基本運(yùn)行模式：切向(平移式)、徑向、轉(zhuǎn)動(dòng)和扭動(dòng)微動(dòng)。但絕大多數(shù)研究集中在平移式(切向)微動(dòng)，關(guān)于回轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng)、扭動(dòng))微動(dòng)的報(bào)道極少。目前，對工程應(yīng)用最廣泛的鋼鐵材料的轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)運(yùn)行和損傷特性缺乏系統(tǒng)認(rèn)識。車軸是高速列車安全行車關(guān)鍵部件之一，其損傷直接關(guān)系到列車運(yùn)行安全，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)是其復(fù)雜微動(dòng)損傷中的其中一種。因此

2、，本文對轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)的運(yùn)行和損傷機(jī)理的研究不僅具有重要的理論意義，也有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。 本論文采用球/平面接觸方式，進(jìn)行了LZ50車軸鋼和工業(yè)純鐵在不同法向載荷(5N、10N、20N)和轉(zhuǎn)動(dòng)角位移幅值(θ=0.125°、0.25°、0.5°)與GCr15滾珠軸承鋼球配副對磨時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)磨損試驗(yàn)。在詳細(xì)分析微動(dòng)接觸條件下動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡(OM)、電子能譜(EDX)和表面輪廓儀對磨痕進(jìn)行微觀分

3、析，探討了轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)的運(yùn)行行為和磨損機(jī)制，得出以下結(jié)論： 1.LZ50鋼和工業(yè)純鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)運(yùn)行特性可以用摩擦力-轉(zhuǎn)動(dòng)角位移幅值(Ft-θ)曲線描述。結(jié)果表明，與切向微動(dòng)類似，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)的Ft-θ曲線也呈三種基本型：直線型、橢圓型和平行四邊型； 2.當(dāng)較大法向載荷或較小轉(zhuǎn)動(dòng)角位移幅值時(shí)，兩種材料的Ft-θ曲線呈現(xiàn)為閉合直線型，微動(dòng)運(yùn)行于部分滑移區(qū)；隨著法向載荷的減小或轉(zhuǎn)動(dòng)角位移幅值的增大，F(xiàn)t-θ曲線為寬扁平行四邊型，微動(dòng)處

4、于滑移區(qū)。研究表明，法向載荷和轉(zhuǎn)動(dòng)角位移幅值對轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)的運(yùn)行行為有重要影響；在本試驗(yàn)參數(shù)下，研究發(fā)現(xiàn)兩種材料的轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)均未出現(xiàn)混合區(qū)。 3.在部分滑移區(qū)LZ50鋼和工業(yè)純鐵的摩擦系數(shù)曲線經(jīng)過較短跑合階段后迅速爬升至最大值，隨后保持穩(wěn)定并處于較低位；在滑移區(qū)，摩擦系數(shù)曲線則有爬升、下降和趨于穩(wěn)定三個(gè)階段；滑移區(qū)的穩(wěn)定摩擦系數(shù)高于部分滑移區(qū)。工業(yè)純鐵在部分滑移區(qū)和滑移區(qū)的摩擦系數(shù)均高于LZ50鋼，這與接觸界面間的塑性變形有關(guān)。