變形鋁合金耐磨性與高溫性能的研究.pdf

1、鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。鑄造鋁合金因為含有足夠量的共晶型Si元素，耐磨性較好，但是它的力學(xué)性能較差，使用范圍大多都在制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等。壓力加工的變形鋁合金具有良好的力學(xué)性能，在工業(yè)上很多承受件都有所應(yīng)用。現(xiàn)在已有一些報告對于純鋁的機(jī)械變形進(jìn)行研究，此外對于鋁合金特別是Al-Si合金的磨損也有相當(dāng)多的研

2、究。但是，卻很少有關(guān)變形鋁合金的干摩擦性能研究。變形鋁合金的摩擦磨損性能的研究，都是基于其表面改性工藝處理后在測定是否符合性能要求，對變形鋁合金基體上的耐磨性研究甚少。
　　 本文主要針對五種變形鋁合金與馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼組成的摩擦副在溫度為15℃、空氣濕度為40g/m3的實驗室下進(jìn)行的在無潤滑干摩擦狀態(tài)下在M2000摩擦磨損試驗機(jī)進(jìn)行的干摩擦磨損性能的研究，在相同干摩擦條件下，實驗在固定載荷200N的正壓力、轉(zhuǎn)速200

3、r/min(0.424m/s)作用下進(jìn)行2h摩擦磨損實驗，每種變形鋁合金在實驗條件下測試五組。M2000摩擦磨損試驗機(jī)得到摩擦系數(shù)和利用稱重法得到體積磨損率后將數(shù)據(jù)處理分析，對他們的耐磨性進(jìn)行比較，通過掃描電鏡(SEM)觀察其磨損表面，能譜儀分析表面微區(qū)成分，變形鋁合金基體摩擦前后的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能與摩擦磨損的內(nèi)在聯(lián)系，得到變形鋁合金的摩擦磨損機(jī)理，得到以下結(jié)論：
　　 五種變形鋁合金與馬氏體不銹鋼的平均摩擦系數(shù)在0.3～0.

4、4之間，五種變形鋁合金與奧氏體不銹鋼的平均摩擦系數(shù)在0.4～0.5之間，編號A[＃]，E[＃]相對具有較小的摩擦系數(shù)和體積磨損率，變形鋁合金在載荷作用下發(fā)生塑性變形和加工硬化，變形鋁合金材料的摩擦磨損過程可以分為三個階段。第一階段，輕微磨損階段；第二階段，機(jī)械混合層形成階段；第三階段，機(jī)械混合層形成，剝層磨損。變形鋁合金的磨損機(jī)制以粘著、磨粒磨損為主，同時伴有氧化磨損。磨粒磨損因材料性能的差異而表現(xiàn)出剝層磨損、塊狀剝落以及增強(qiáng)顆粒的剝落

5、和破碎等幾種磨損形式。
　　 變形鋁合金在加工過程中，試樣尺寸也是影響變形鋁合金的一個重要因素，尺寸不同性能亦不同。管型變形鋁合金與棒型鋁合金高溫時合金屈服強(qiáng)度和塑性的變化趨勢大致相同，都是隨著溫度的提高合金屈服抗拉強(qiáng)度下降，溫度小于等于200℃時尺寸為直徑50mm的棒型變形鋁合金比80mm的棒型鋁合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度大。溫度為250℃和300℃下不僅沒有屈服現(xiàn)象，并且尺寸為直徑50mm的棒型變形鋁合金比80mm的棒型鋁合金