Page 43 - 《摩擦学学报》2021年第6期
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828                                     摩   擦   学   学   报                                 第 41 卷

            较大的压力，并产生瞬现高温，原稳定的摩擦系统被                            长且较深的犁沟划痕和大面积的黏着剥落坑[见图5(h)]，
            破坏，使得接触峰点产生黏着结点. 因黏着结点的强                           属于磨粒和黏着磨损. 这是因为在一对摩擦副接触表
            度介于上下试验件剪切强度之间，导致破坏发生在离                            面上两接触点之间发生黏着效应，滑动使得黏着结点
            QSn7-0.2表面不远处并形成黏着坑. 在滑动过程中，                       在软材料内表面发生剪切断裂，软材料黏着在硬材料
            黏着结点的形成-被破坏-再黏着循环交替发生构成黏                           表面，造成材料的转移，导致黏着磨损. 迁移在硬材料
            着磨损. 同时磨损表面温度的升高使得磨损表面结合                           的黏着物再次对软材料表面产生犁沟作用，造成严重
            力减弱变软，剪切力的存在造成块状磨屑的形成，随                            破坏从而出现细而深的划痕. 黏着坑内由大量细小磨
            着滑动使摩擦表面造成严重的磨损，摩擦系数变大，                            屑颗粒物填充，对图中标记的D处成分分析，如图6(d)
            磨损量增大. 当试验载荷为108 N时，QSn7-0.2的磨损                    所示，结果发现该处含有丰富的氧元素，氧化物的产
            表面较大面积出现剥落坑，附近弥漫着向外延伸的裂                            生和填充会起到润滑和承载的作用.
            纹，且坑内有许多致密的磨屑颗粒物填充，局部位置                                当试验载荷为18 N时，Cu9Ni6Sn的磨损表面较为
            发生塑性变形和浅显的黏着坑，见图5(d)，摩擦系数较                         光整，有散落的白色较小磨屑颗粒物[见图5(i)]，属于
            大，但磨损量较小，属于轻微的黏着磨损. 剥落坑是由                          轻微的磨粒磨损. 这是由于此时载荷较小，Cu9Ni6Sn
            于摩擦表面温度升高加快氧化，在磨损表面上生成                             硬度较高不易被挤压和切削，12CrNi3A硬表面的粗糙
            1层硬质的氧化层，随着摩擦过程发生脆裂. 致密的磨                          峰会对Cu9Ni6Sn软表面的粗糙峰进行打磨，使得
            屑是由于在较大的压应力的作用下，对其磨屑进行反                            Cu9Ni6Sn摩擦表面较为光整. 图中标记E处的白色颗
            复碾压而形成，研磨成致密的磨屑而后随滑动被推挤                            粒磨屑含有一定量的碳和氧元素[见图6(e)]，磨屑会起
                                               [30]
            进裂纹坑或凹槽中，起到了承载的作用 . 为进一步                           到减磨耐磨的作用. 当试验载荷为36 N时，Cu9Ni6Sn
            证明裂纹坑是因为氧化反应造成的，并对标记区域                             的磨损表面的黑色物质填充在不平整的浅显划痕缝
            B进行EDS分析，见图6(b)，发现该裂纹处含有大量氧                        和凹坑中，见图5(j)，属于轻微的磨粒磨损. 浅显的划

            元素.                                                痕是因为法向压应力增大，12CrNi3A硬表面的粗糙峰
                当试验载荷为18 N时，CuZn31Si1的磨损表面较                    对Cu9Ni6Sn软表面起到犁沟作用而造成的. Cu9Ni6Sn
            为光整，有少许细小白色颗粒物聚集在一起，见图5(e)，                        摩擦表面有大量的黑色物质吸附，经测含有大量来自
            属于轻微的磨粒磨损. 这是因为12CrNi3A硬表面的粗                       于试验圆环的碳元素，起到润滑的作用. 放大标记处
            糙峰会对CuZn31Si1软表面起着犁沟和挤压作用，                         F的位置，发现此处存在裂纹，主要原因如下：该处接
            CuZn31Si1摩擦表面出现不明显的擦伤和变形. 由于                       触峰点因摩擦产生瞬间高温后经冷却硬化而变脆，更
            法向载荷作用力较小，粗糙峰的切削和碰撞断裂产生                            易发生脆裂；硬粗糙峰对摩擦表面反复的接触应力作
            细小的磨屑颗粒，随着滑动堆积在摩擦表面变形处的                            用下，使得材料疲劳而出现裂纹. 当试验载荷为72 N
            低处. 图5(e)中标记C处颜色较暗，对该处测量发现有                        时，Cu9Ni6Sn的磨损表面材料发生塑性变形，出现分
            大量的碳元素的存在，结果如图6(c)所示. 从试验圆环                        层和向划痕两边堆积的现象，属于塑性变形磨损. 这
            吸附到CuZn31Si1摩擦表面上起到减磨的作用，降低                        是因为载荷的增大，加大了摩擦表面的法向压应力，
            摩擦系数，减少磨损量. 当试验载荷为36 N时，CuZn31Si1                  使得12CrNi3A硬表面的粗糙峰对Cu9Ni6Sn软表面进
            的磨损表面出现分层现象，有片状的磨屑产生[见图5(f)]，                      行挤压，随着滑动Cu9Ni6Sn摩擦表面的材料被挤压到
            属于塑性变形磨损伴随着轻微的磨粒磨损. 这是由于                           压痕两侧，从而出现明显的分层现象. 摩擦热的累积
            12CrNi3A硬表面的粗糙峰会对CuZn31Si1软表面起着                    导致材料变软，同时多种作用力下会加重磨损表面的
            磨粒作用，在载荷的作用下，硬表面的粗糙峰会压入                            塑性变形. 同时磨损表面还存在较多的黑点，这与36 N
            软材料表面出现压痕，随着滑动软材料表面会被挤压                            时出现的裂纹十分相似[见图5(k)]. 当试验载荷为108 N
            成层状及片状磨屑，同时摩擦热导致材料软化以及切                            时，Cu9Ni6Sn的磨损表面出现多处相邻的剥落坑和较
                                                                                               [31]
            应力的作用造成变形. 当试验载荷为72 N时，CuZn31Si1                   多的麻点，这是疲劳磨损的典型特征 [见图5(l)]，载
            的磨损表面分层现象加重，片状磨屑增多[见图5(g)]，                        荷的增大，使得两接触表面上的粗糙峰点的接触应力
            属于塑性变形磨损. 随着载荷的增大，硬粗糙峰压入                           远远大于施加的载荷，导致应力集中萌生裂纹，同时
            软表面程度加深，摩擦热增大，从而加速了塑性变形.                           载荷与摩擦副的宏观应力场呈正比，对疲劳裂纹的产
            当试验载荷为108 N时，CuZn31Si1的磨损表面出现细                     生起决定性的作用. 剥落坑和麻点的出现与低载荷情
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