兩種鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)磨損行為研究.pdf

1、扭動(dòng)微動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)。扭動(dòng)微動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于航空業(yè)、生物摩擦學(xué)、機(jī)車零部件等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)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(qiáng)度高等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)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(dòng)微動(dòng)損傷特性以及運(yùn)行規(guī)律，對(duì)于工程應(yīng)用具有重要意義。

2、　　本文在配置高精度低速往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(duì)5083鋁合金以及7050鋁合金扭動(dòng)微動(dòng)特性的影響。在摩擦扭矩時(shí)變曲線分析的基礎(chǔ)上，用光學(xué)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(dòng)微動(dòng)磨損的損傷機(jī)制。最后再對(duì)兩種鋁合金的扭動(dòng)微動(dòng)

3、動(dòng)力學(xué)曲線以及磨斑損傷形貌進(jìn)行對(duì)比分析。論文的主要工作和研究結(jié)論有:
　　1.在扭動(dòng)微動(dòng)條件下，5083鋁合金以及7050鋁合金的動(dòng)力學(xué)T～θ曲線具有相似的運(yùn)行規(guī)律，均隨著角位移幅值的增加依次運(yùn)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(shí)建立了兩種鋁合金的運(yùn)行工況微動(dòng)圖，分析了法向載荷以及角位移幅值對(duì)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(shí)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(shí)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(shì)。通過對(duì)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(yán)重。
　　3.通過對(duì)7050鋁合金損傷表面進(jìn)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(dòng)微動(dòng)條件下，其磨損機(jī)制主要有剝層、磨粒磨損、粘著磨損以及氧化磨損。
　　4.對(duì)比兩種鋁合金的動(dòng)力學(xué)T～θ曲線、磨斑二維輪廓損傷形貌圖、運(yùn)行工況微動(dòng)圖，得出兩種材料的扭動(dòng)微動(dòng)運(yùn)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(yán)重的多。再由兩種材料的微觀組織對(duì)比分析可知，7050鋁合金更易進(jìn)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(yán)