偽彈TiNi合金滑動摩擦磨損行為及其評價參數(shù)研究.pdf

1、TiNi合金是一種性能優(yōu)異的形狀記憶材料，其獨特的形狀記憶效應和偽彈性，使其在材料科學界備受關注。最近研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TiNi合金在不同摩擦形式下均具有良好的耐磨性能，且耐磨性能優(yōu)于傳統(tǒng)耐磨材料，有望成為摩擦磨損部件的理想選材。但截至目前為止，研究人員在TiNi合金耐磨機理及其摩擦磨損性能的評價參數(shù)方面還未形成統(tǒng)一認識。因此，系統(tǒng)研究TiNi合金的摩擦磨損行為，討論其耐磨機制，探討其耐磨性能的表征評價參數(shù)，有助于拓寬其在摩擦工程中的實際應

2、用。
　　本文首先對比研究了偽彈TiNi合金和304SS的滑動摩擦磨損行為，結(jié)果表明TiNi合金的耐磨性能遠遠優(yōu)于304SS（兩者相差一個數(shù)量級）。同時304SS的體積磨損量與載荷基本呈線性關系，符合Achard規(guī)律，而TiNi合金體積的磨損量與載荷則沒有明顯的線性關系，不符合Achard磨損規(guī)律。隨后借助掃描電鏡及X射線衍射儀觀察了磨損樣品的表面形貌特征和組織結(jié)構，討論了偽彈TiNi合金耐磨機制及其耐磨原因。結(jié)果表明:偽彈TiN

3、i合金滑動摩擦磨損主要機制為磨粒磨損、黏著磨損和疲勞磨損，偽彈性是其具有優(yōu)異耐磨性能的重要原因。再通過壓痕實驗測量了兩種合金的表面力學性能，討論了利用相關力學性能參數(shù)表征其耐磨性能的可能性。結(jié)果表明:E/H、η及Wt/δr參數(shù)與其耐磨性能之間存在較好對應關系。
　　為研究相態(tài)及時效溫度對TiNi合金滑動摩擦磨損行為的影響，本文對比研究了5種不同時效處理TiNi合金的摩擦磨損行為，并同樣采用壓痕實驗確定了5種樣品的表面力學性能。結(jié)果

4、表明經(jīng)時效處理的偽彈TiNi合金內(nèi)部組織結(jié)構發(fā)生了變化，即部分組織結(jié)構由母相轉(zhuǎn)換為馬氏體，此時摩擦磨損性能與其偽彈性能和形狀記憶效應相關，其耐磨性能與E/H、η及Wt/δr也不再存在對應關系。基于此，本文提出一個新參數(shù)Wt/δp來綜合表征其彈性性能、形狀記憶效應及耐磨性能。結(jié)果表明，偽彈性和形狀記憶效應均對提高TiNi合金摩擦磨損性能存在影響，TiNi合金耐磨性能與Wt/δp之間存在良好對應關系。同時根據(jù)實驗結(jié)果初步修正Achard公式