42-2010-扭动微动条件下含水气氛对氧化行为的影响

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1、第３０卷第６期摩擦学学报Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６２０１０年１１月ＴｒｉｂｏｌｏｇｙＮｏｖ，２０１０扭动微动条件下含水气氛对氧化行为的影响蔡振兵，杨莎，林修洲，何莉萍，朱昊（西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所，四川成都６１００３１）摘要：对７０７５铝合金／ＧＣｒ１５摩擦副在不同湿度条件下扭动微动的损伤行为、氧化行为进行了研究．建立了７０７５铝合金在不同湿度条件下的扭动微动运行工况微动图．采用ＳＥＭ、ＸＰＳ对不同湿度环境下的磨损机制、氧化行为及其影响因素进行了分析．结果表明：湿度对７０７５的扭动微动运行存在显著影响，随着湿度的增加，摩擦扭矩明显降低；部分滑移区的磨损发生在接触边缘，

2、损伤轻微；混合区和滑移区发生强烈的塑性变形，损伤严重，其主要磨损机制是磨粒磨损和剥层；潮湿空气增加了界面滑移，反应生成的氧化磨屑起到了润滑剂的作用，减轻了磨损．关键词：微动磨损；扭动微动；相对湿度；氧化行为中图分类号：ＴＧ１４６．４文献标志码：Ａ文章编号：１００４－０５９５（２０１０）０６－０５２７－０５ＯｘｉｄａｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒｉｎＤｉｆｆｅｒｅｎｔＨｕｍｉｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＩｎｄｕｃｅｄｂｙＴｏｒｓｉｏｎａｌＦｒｅｔｔｉｎｇＷｅａｒＣＡＩＺｈｅｎ－ｂｉｎｇ，ＹＡＮＧＳｈａ，ＬｉｎＸｉｕ－ｚｈｏｕ，ＨＥＬｉ－ｐｉｎｇ，ＺＨＵＭｉｎ－ｈａｏ（ＴｒｉｂｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒ

3、ｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＴｒａｃｔｉｏｎＰｏｗｅｒＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｓｉｏｎａｌｆｒｅｔｔｉｎｇｗｅａｒｏｆ７０７５ａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｆｌａｔｓａｇａｉｎｓｔＧＣｒ１５ｂｅａｒｉｎｇｓｔｅｅｌｂａｌｌｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｉｅｓ（ＲＨ＝１０％，６０％，ａｎｄ９０％）．Ｔｈｅｎｏｒｍａｌｌｏａｄｓ（２０Ｎ，５０Ｎａｎｄ１００Ｎ）ａｎｄｔｏｒｓｉｏｎａｌａｎｇｕｌａｒｄｉｓｐｌａｃｅｍ

4、ｅｎｔａｍｐｌｉｔｕｄｅ（ｆｒｏｍ０．１°ｔｏ１５°）ｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｆｒｅｔｔｉｎｇｒｕｎｎｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｓ，ｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｏｘｉｄａｔｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ａｎｄＸ－ｒａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅ

5、ｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓ，ｗｅａｒｄａｍａｇｅａｎｄＲＣＦＭｏｆｔｏｒｓｉｏｎａｌｆｒｅｔｔｉｎｇ．Ｔｈｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｉｎｔｈｒｅｅｆｒｅｔｔｉｎｇｒｅｇｉｍｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｌｉｇｈｔｄａｍａｇｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｔｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｅｄｇｅｓｉｎｐａｒｔｉａｌｓｌｉｐｒｅｇｉｍｅ，ｓｔｒ

6、ｏｎｇｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄａｍａｇｅｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｍｉｘｅｄｆｒｅｔｔｉｎｇｒｅｇｉｍｅ，ａｎｄａｄｅｂｒｉｓｌａｙｅｒｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｏｎｔｈｅｗｅａｒｓｃａｒｓｉｎｓｌｉｐｒｅｇｉｍｅ．ＴｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｔｏｒｑｕｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇＲＨ．Ｈｕｍｉｄａｉｒｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｓｌｉｐｐｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｅｂｒｉｓｐｌａｙｅｄａｓａｌｕｂｒｉｃａｎｔｉｎｔｈｅｆｒｅｔｔｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒ

7、ｄｓ：ｆｒｅｔｔｉｎｇｗｅａｒ，ｔｏｒｓｉｏｎａｌｆｒｅｔｔｉｎｇ，ｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ微动是接触界面发生振幅极小的相对运动．实大量存在于杵臼关节、球阀、球窝配合件及旋转紧固际的微动运动形式十分复杂，以球／平面接触模型为件中，相关研究表明扭动微动能带来严重的损［１］［４］例，微动可以分为４种基本模式，即：切向式微动、伤，是１种不容忽视的损伤行为．目前的微动磨损径向微动、转动微动和扭动微动．