Page 114 - 《摩擦学学报》2020年第4期

524 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

轮轴压装配合的边缘位置，在试验过程中氧化物及磨
I
屑等易于排出.
Contact edge
II、III区交界处SEM图如图10(a)所示，在靠近
II
III区处分布大量细长沟壑. 由图10(b)可知，磨损形貌
与I区域类似，但磨损轻微，表面较光滑. 由图5(a)可
见，III区存在少量的红棕色氧化磨屑，可见损伤机理
Axial
为氧化磨损和剥层.
Ⅲ
图10(c)为III区域EDS谱图，该区域C元素和Fe元
1 mm 素含量较高，O元素含量较少，氧化磨损较轻. 由图9可
知，III区氧含量最少，因为处于压装部位内部，磨损

Fig. 6 Scanning electron microscopic appearance
图 6 扫描电镜微观形貌总图 轻微.
2.3 轮廓磨屑测量
四周扩展，最终导致材料以薄片状剥落. 由于磨屑位 [22] [23]
Ding等 和Yue等 认为在数值模型中微动磨损
于接触区偏内部，难以排出，于是堆积在配合面，附着 产生的磨屑可作为层状结构处理，其力学性能参考原
在基体表面. 与I区相比，II区磨损情况相对较轻，该区 材料 . 微动磨损会改变接触面形貌，该过程伴随磨
[23]
主要的磨损机理为磨粒磨损、剥层和氧化磨损. 屑的产生、转移及排出. 由于接触区内部的磨屑并不
对II区进行EDS能谱分析结果如图8(d)所示. 和 能立即排出，在高压高温环境下与原表面结合，新的
I区类似，同样存在O元素和Fe元素的峰值，该磨屑为 接触面会为后续过程提供承载平台. 本文中参考Ding
铁的氧化物，在II区靠I区部分磨屑主要为红褐色的 等 的研究方法，通过测量轮轴接触面初态和终态下
[22]
Fe O ，而在II区靠III区部分磨屑主要为黑色的Fe O . (即磨屑堆积前后)的表面轮廓，将其分别代入模型进
3
4
3
2
由图9可知，I区氧含量相对II区含量少，因为I区处于 行数值计算，比较不同轮廓下的结果差异来说明磨屑

50 μm 100 μm

(a) Distance to up border 0.1 mm (b) Distance to up border 0.5 mm

O
Cr
Mn
Fe
Fe Mn
Ni
Cr
C Si Cr Mn Fe
0 1 2 3 4 5 6 7
Bingding energy/keV
(c) EDS image of zone I

Fig. 7 SEM micrographs and EDS spectrum of zone I in fig.6
图 7 图6中I区SEM照片及EDS谱图