第44卷
第4期
2016年4月第7175页
材料工程
Journal of Materials Engineering
5083铝合金扭动微动磨损实验研究 TorsionalFrettingWearof5083AluminumAlloy
Vol.44
No.4
Apr.2016
SPp.71-75
伍灿"，沈火明，邓莎莎，刘娟"，彭金方（1西南交通大学力学与工程学院，成都610031；
2西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都610031）
WU Can',SHEN Huo-ming',DENG Sha-sha',
LIU Juan',PENG Jin-fang
(1School ofMechanicsand Engineering,SouthwestJiaotongUniversity，
Chengdu 610031,China;2 State Key Laboratory of Traction Power,
Southwest Jiaotong University,Chengdu 61o031,China)
动磨损进行实验研究。结果表明：摩擦扭矩-角位移幅值曲线(T-9曲线)随着循环次数的增加有规律地发生变化，呈现3 种基本类型，即直线状、圆状和平行四边形状。5083铝合金的扭动微动运行区域分为部分滑移区、混合滑移区、完全清移区，部分滑移区的摩操扭矩值持续较低，混合滑移区以及完全滑移区的摩操扭矩值星一定规律变化。结合SEM 斑形貌分析可知部分滑移区损伤轻微，混合滑移区以及完全滑移区揽伤较严重。通过研究确定了5083铝合金的运行工况微动图。
关键调：扭动微动；5083铝合金；微动磨损磨斑形貌 doi; 10.11868/j. issn,1001-4381,2016,04,012
中图分类号：TH117.1
文章编号：1001-4381(2016)04-0071-05
文献标识码：A：
Abstract: Using a ball-on-flat contact mode, the torsional fretting wear of 5083 aluminum alloy flats a-gainst GCr15 steel ball were investigated under normal load(15,50N)and torsional angular displace-ment amplitudes(from O.1°to 1o°).The results reveal that theT- curves changewith the increasing of cycle numbers. It shows three types, i. e. the linear, elliptic and parallelogram loops. The torsional fretting running behaviors of 5083 aluminum alloy can be defined as three fretting regimes (i. e. par tial slip regime (PSR),mixed fretting regime (MFR) and slip regime (SR)). The friction torque has a low value in the PSR but changes regularly in the MFR and SR. The wear scars observed by SEM re veal that the damage in the PSR is slight but serious damage wear is observed in the MFR and SR. Therunning condition fretting mapsof 5083aluminum alloyareset
Key words:torsional fretting;5o83 aluminum alloy;frettingwear;wear scar
铝合金由于质量轻、强度高、耐腐蚀、优良的导电性和导热性等特性被大量应用于现代工业1)。5083 铝合金属于A1-Mg系列合金，因其强度高、耐腐蚀性良好而被广泛应用于钢铝螺栓接触界面中2。目前有关铝合金扭动微动磨损特性的研究较少，西南交通大学朱曼昊教授课题组进行了A1-Zn系列7075铝合金在不同湿度、不同法向载荷等条件下的扭动微动特性研究[2-8}，结果表明材料性能的差异是影响扭动微动的另一重要影响因素[3}，但是对于5083铝合金的扭动微动特性研究还鲜见报道。所以，开展5083铝合金扭动微动磨损行为的实验研究对工程应用具有一定的意义。扭动微动是简化的球-平面接触模型按不同的相
对运动方向定义的4种微动模式中的一种[9-12]，是指在交变载荷作用下紧固配合接触副间发生的微幅相对扭动[13-15]。实验中选择铝合金与GCr15钢球的球-平面的接触模式，一方面是因为在平面上端施加的法向载荷相当于提供了紧固配合的条件，而球体下端按照角位移幅值大小旋转的实验条件则相当于交变载荷的作用，另一方面是因为在工程应用中广泛存在钢铝连接界面的扭动微动损伤（例如钢铝螺栓界面的扭动），并且钢球/铝合金这种球-平面的接触模式更有利于凸显铝合金材料表面的损伤，便于深入揭示扭动微动磨损的损伤机制。本工作在配置高精度低速往复转动台的 CETRUMT-2型多功能摩擦磨损试验机[16]上进行了