兩種鋁合金扭動微動磨損行為研究.pdf

1、扭動微動磨損是在交變載荷作用下發(fā)生在相互接觸表面的角位移幅值極小的往復運動。扭動微動現(xiàn)象廣泛存在于航空業(yè)、生物摩擦學、機車零部件等各個工業(yè)領域中，不易察覺，但是危害損傷性極大。另外本文所用鋁合金型材以其輕便、強度高等特點廣泛應用于航空航天等領域中，特別是鋼鋁連接的接觸形式廣泛存在于螺栓接觸面之間。因此，系統(tǒng)研究5083鋁合金/GCr15鋼球、7050鋁合金/GCr15鋼球的扭動微動損傷特性以及運行規(guī)律，對于工程應用具有重要意義。

2、　　本文在配置高精度低速往復轉(zhuǎn)動臺的CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗機上進行實驗，采用球（GCr15鋼球）—平面（鋁合金平面）接觸模型，分別探討了角位移幅值、法向載荷、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)對5083鋁合金以及7050鋁合金扭動微動特性的影響。在摩擦扭矩時變曲線分析的基礎上，用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、EDX能譜、Nanomap500DLS雙模式輪廓儀等微觀分析手段來深層探討兩種材料扭動微動磨損的損傷機制。最后再對兩種鋁合金的扭動微動

3、動力學曲線以及磨斑損傷形貌進行對比分析。論文的主要工作和研究結(jié)論有:
　　1.在扭動微動條件下，5083鋁合金以及7050鋁合金的動力學T～θ曲線具有相似的運行規(guī)律，均隨著角位移幅值的增加依次運行于部分滑移區(qū)、混合滑移區(qū)以及完全滑移區(qū)。論文同時建立了兩種鋁合金的運行工況微動圖，分析了法向載荷以及角位移幅值對于兩種材料磨損狀況的影響。
　　2.建立了5083鋁合金在不同的法向載荷、角位移幅值條件下的摩擦扭矩時變曲線以及摩擦耗散

4、能曲線，在部分滑移區(qū)摩擦扭矩值以及摩擦耗散能均很低，混合滑移區(qū)以及完全滑移區(qū)的摩擦扭矩值呈現(xiàn)三階段的變化規(guī)律，此時的摩擦耗散能也呈現(xiàn)相同規(guī)律變化，但不同的是摩擦耗散能呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。通過對5083鋁合金磨斑形貌分析發(fā)現(xiàn)，部分滑移區(qū)損傷輕微;混合滑移區(qū)磨痕輪廓呈“W”型，損傷發(fā)生在微滑區(qū);完全滑移區(qū)磨痕輪廓呈“U”型，磨損較嚴重。
　　3.通過對7050鋁合金損傷表面進行SEM掃描電鏡、二維輪廓以及EDX能譜分析，深層分析了磨斑

5、的損傷情況，在扭動微動條件下，其磨損機制主要有剝層、磨粒磨損、粘著磨損以及氧化磨損。
　　4.對比兩種鋁合金的動力學T～θ曲線、磨斑二維輪廓損傷形貌圖、運行工況微動圖，得出兩種材料的扭動微動運行規(guī)律類似，但是5083鋁合金的摩擦扭矩值要比7050鋁合金大，并且磨損程度也要嚴重的多。再由兩種材料的微觀組織對比分析可知，7050鋁合金更易進入滑移區(qū)，因此其混合滑移區(qū)域明顯比5083鋁合金要小，而5083鋁合金的損傷要比7050鋁合金嚴