Page 75 - 《摩擦学学报》2020年第6期
P. 75
758 摩 擦 学 学 报 第 40 卷
2.2 磨痕形貌分析 由图5(a)可知，当D=15 μm时，磨损是分段出现
从图4的扫描电镜结果可以看出，当D=15 μm和 的，且磨损区域周围较光滑，能观察到剥落坑，磨痕表
D=30 μm时，磨痕并不连续，中间有断开现象，这是由 面存在少量的磨屑，可推测主要的磨损机制为黏着磨
于试验为线接触模式且表面未经任何处理导致的. 此 损和剥层，损伤表面未发现裂纹存在. 当D=30 μm时，
磨屑紧实呈块状，覆盖于磨痕表面，难以辨认磨损机
外，由图2可知，当D=15 μm时，微动处于部分滑移区，
制，由于出现了大量的表面裂纹，可以推测主要的磨
[19]
磨痕存在黏着区域和滑移区域 ，不同于点接触，线
损机制为剥层. 当D=80 μm时，有明显的剥落坑出现，
接触的黏着区域并未处于磨痕的中心，而是分段出现
有剥层裂纹，且有平行于微动方向的梨沟，主要的磨
黏着区和滑移区. 通过磨痕全貌可以看出，当微动磨
损机制为剥层和磨粒磨损. 当D=200 μm时，表面有大
损运行于部分滑移时，磨痕宽度较小，表面磨屑较少；
量的剥落坑，有细小的磨屑松散分布在接触中心，主
当微动区域为混合区和完全滑移区时，磨痕宽度明显
要的磨损机制为剥层和磨粒磨损. 总体而言，D=15 μm
增大，磨屑明显增多，且有大量的磨屑堆积于磨痕边
时磨损较轻微，且随着位移的增大，主要的磨损机制
界. 当D=30 μm时，磨痕宽度约为472 μm，磨损明显大 由黏着磨损转变为剥层；当D=30 μm，由于微动运行
于D=15 μm时；而D=80 μm时，磨痕宽度达到了727 μm， 状态为混合区，是疲劳和磨损相竞争的状态，剥层现
基本是D=30 μm的1.5倍. 总体而言，随着位移幅值的 象明显，且磨屑在反复的碾压作用下变得紧实且结成
增加，磨痕宽度增加，磨损加剧. 块状，覆盖于磨屑表面.
Adhesion
Crack
50 μm 50 μm
(a) D=15 μm (b) D=30 μm
Delamination
Crack
Delamination Debris
Crack
Delamination
50 μm 50 μm
(c) D=80 μm (d) D=200 μm
Fig. 5 SEM micrographs of worn 690 alloy under different displacement
图 5 不同位移幅值下690合金的损伤表面形貌扫描电镜测试结果
2.3 磨痕表面元素成分分析 磨损区域. 结果表明磨损区域发生了摩擦氧化反应和
由图6可知，所有试验参数下的共同损伤特征如 材料的转移. 当D=15 μm时，Fe峰明显高于其他位移
下：磨损区域Ni、Cr峰低于未磨损区域；O、Fe峰高于未 幅值的，而Fe元素来自于405 SS，这说明在该位移幅
