Page 136 - 《摩擦学学报》2021年第1期
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第 1 期 袁新璐, 等: 位移幅值对铜镁合金微动磨损行为的影响 133
Contact certer Contact edge
Micro slip
100 μm 10 μm 10 μm
(a) D=2.5 μm
Contact certer Contact edge
Adhesion area
Crack
Adhesive sheaes
100 μm 10 μm 10 μm
(b) D=10 μm
Contact certer Contact edge
Crack
Plastic flow
100 μm 50 μm 50 μm
(c) D=20 μm
Fig. 8 SEM micrographs of wear scars with displacement amplitudes of 2.5，10 and 20 μm，respectively.
图 8 位移幅值分别为2.5、10、20 μm条件下磨痕形貌的SEM照片
面，将大片材料从基体上剥离，形成大块磨屑 [32-33] . 脱 材料硬化、脆化，循环应力使表面裂纹加速扩展、连
落的块状磨屑在外侧的滑移区被碎化，部分细碎的颗 通，最终以碎块状从接触区剥落. 脱落下来的块状磨
粒造成了边缘材料的磨粒磨损，但滑移距离有限，还 屑在往复微动过程中被碾碎，其中还伴随进一步的氧
有很多磨屑并没有被碾碎，呈现较大的块体状. 对磨 化，形成具有较硬的细碎颗粒，这些颗粒对基体表面
痕中心和边缘区分别进行EDX 元素分析，发现边缘滑 造成擦伤，尤其是在接触边缘处，留下大量细长的磨
移区的氧含量明显高于中心的塑变区，证实了接触状 损沟槽. 通过对磨痕表面的EDX元素分析，塑变层剥
态仍然处在部分滑移，接触中心没有发生完全滑移， 落后暴露出的基体氧元素含量明显低于塑变层，说明
而是以塑性流动为主. 覆盖在基体表面的塑变层在完全滑移过程中伴随着
图9(b)是位移幅值D=60 μm时磨痕形貌. 接触表 强烈的氧化作用.
面发生了整体的相对滑移，整个接触区表面覆盖了 图10是微动接触状态及材料损伤演化示意图. 从
1层厚厚的磨屑，这层磨屑还不是真正意义上的磨屑， 图10中可以看出，随着位移幅值增加，接触状态由弹
它们其实是还未剥落的塑性变形层. 摩擦系数陡增的 性变形协调的部分滑移向塑性变形协调的部分滑移
阶段，接触表面发生了严重的塑性变形，在压应力和 逐渐转化，二者之间是逐渐过渡，没有明显的分界；超
切应力共同作用下，塑变材料被挤压成片状分覆盖在 过某一临界位移幅值后，接触状态转变为完全滑移.
接触区表面. 被氧化的塑变层起到承载作用，且表面 在部分滑移状态下，接触中心的黏着状态由粗糙黏着
相对平整光滑起到减摩作用，这在一定程度上阻止了 点的弹性变形，转变为黏着剪切，最后整个黏着区发
基体进一步的损伤，同时还减小了接触区的摩擦系数. 生塑性流动；且黏着区的面积随着位移幅值的增加而
但这种保护作用不是永久存在的，氧化作用使塑变层 增加，滑移区的面积与之相反. 在完全滑移状态下，接
