二体磨损与三体磨损之间的关系

通过对二体磨损和三体磨损的概念的讨论以及二体磨损和三体磨损关系的分析 ,提出了二体磨损是三体磨损的特例 ,三体磨损更具有普遍性这一观点。这对在二体磨料磨损的模型基础上建立三体磨料磨损的模型有理论上的指导意义。

二体磨料磨损犁沟及脊的三维有限元动态模拟

选用20#钢、45#钢、T8钢3种材料作为研究对象,利用三维有限元法动态模拟刚性球形磨粒在弹-线塑性平板上的压入-划动过程,所用磨粒半径为0.15mm,试样尺寸为1.2mm×1.2mm×3.0mm,划动距离1.2mm;采用ANSYS/LS-DYNA软件对每种材料在压入深度0.01～0.10mm范围内进行10次动态模拟.为验证模拟的有效性,在改装的HX-200型显微硬度计上进行单磨粒划伤试验,用OLS-1100型非接触式三维激光共聚扫描电子显微镜分析了相应的犁沟和脊.结果表明,模拟结果与试验结果相吻合,能够重现碳钢材料在磨损过程中的塑变行为,进而通过提取犁沟脊表面的节点坐标值,对材料犁沟两边塑变脊进行量化分析,得到脊形貌尺寸随磨粒压入深度、压入宽度和材料性能变化的规律,并建立了适用于碳钢系列材料塑变脊形貌与磨粒压入深度和宽度的关系曲线.

齿科CAD/CAM氧化锆陶瓷的二体动态磨损行为研究

目的:研究模拟口腔环境下CAD/CAM氧化锆陶瓷随时间变化的磨损特性。方法:将9个长10 mm、直径3 mm的氧化锆陶瓷圆柱作为上颌磨头,分别与下颌氧化锆陶瓷方片试件配副,用摩擦磨损试验机,在人工唾液、室温环境、50 N载荷、转速100 r/min、回转半径2.5 mm、匀速圆周运动的条件下进行128万次循环磨损实验。在磨损周期中选取10个节点,用三维形貌仪测量上试件在每个节点的磨损损失量及粗糙度,绘制相应磨损曲线,用扫描电镜观察相应磨损阶段对应的磨损面微观形貌。结果:整个磨损过程中,磨损曲线并非呈线性增长,显现出具有3个特征性磨损阶段的变化趋势,依次分为:跑合期(0~32万次)、稳定磨损期(32~80万次)、剧烈磨损期(80~128万次)。跑合期和剧烈磨损期的磨损量增大趋势更加明显,进入稳定期时,磨损量的增大幅度变缓。微观形貌显示:跑合期时,其磨损表面的磨痕细小而密集;稳定磨损期时其磨损面较为平整;进入剧烈磨损期后磨损面可见大量裂纹。结论:在模拟口腔环境下,氧化锆陶瓷的磨损行为呈现出跑合期、稳定期和剧烈磨损期的动态衍化规律。

齿科长石质饰瓷的二体与三体动态磨损表现

目的:探究二体和三体服役环境对长石质饰瓷动态磨损行为的影响。方法:将12个长方体钴铬烤瓷试件随机分为PMMA三体磨损实验组和蒸馏水的二体磨损实验组(n=6)。将试件分别固定于口腔疲劳磨损实验机夹具上,并与直径为10 mm的不锈钢小球对颌加载头相配副,加入相应介质溶液后采用350 N载荷、4 Hz频率进行240万次循环加载。以每30万次循环作为一个测试节点,利用三维形貌仪测量试件磨损高度的变化,综合各节点磨损量,形成二体和三体磨损的动态磨损曲线。扫描电镜观察不同磨损阶段各组饰瓷表面的微观形貌变化。结果:饰瓷在二体和三体环境中磨损曲线与微观形貌均呈现出"跑合期"、"稳定磨损期"及"剧烈磨损期"3个特征性的磨损阶段。但在二体磨损环境中饰瓷磨损量大,并表现出较长的跑合期及较短的稳定磨损期。结论:饰瓷的摩擦学行为存在动态演化3阶段的发展规律。磨料介质PMMA可能起到了一定的润滑作用,使饰瓷材料表现出较为温和的摩擦学特性。

Al-Si-SiC过共晶复合材料的显微组织、力学性能和二体磨料磨损行为

采用搅拌铸造法制备过共晶Al-Si-Si C复合材料,研究该复合材料及其基体合金的显微组织、力学性能以及滑动距离和材料去除机理对材料二体磨料磨损行为的影响。结果表明,与基体合金相比,复合材料的硬度、极限抗拉强度和屈服强度分别提高17%、38%和30%,而伸长率降低48%。材料的磨损率随磨料粒度和载荷的增大而增大,不随滑动距离的变化而变化。通过高分辨场发射扫描电镜(HRFESEM)对材料的磨损表面和磨屑进行表征,分析材料在高、低载荷状态下的磨损机理。

TAMZ和TC4合金在Ringer＇s模拟体液中的微磨粒磨损行为

采用TE66微磨粒磨损试验机对TC4和TAMZ合金在Ringer's模拟体液中的微磨粒磨损行为进行研究。结果表明:两种合金的磨损体积均随载荷、滑移距离和模拟体液料浆浓度的增加呈增加趋势。TAMZ合金的磨损体积要大于TC4合金的磨损体积。TC4合金磨损后的表面呈现出具有方向性的磨痕;TAMZ合金表面的磨损形貌则是无规则无方向性的磨痕。

Ni,Mn对Al-Si-Cu-Mg系合金磨损失效机制的影响

采用快速磨损试验机进行耐磨性试验 ,并通过微区成分分析、图像分析、光学显微镜及扫描电镜分析探讨了Ni ,Mn对Al Si Cu Mg系合金组织及二体磨损条件下磨损失效机制的影响。在二体干摩擦条件下 ,Al Si Cu Mg系合金的磨损失效机制为犁削磨损和表层剥落磨损 ,添加合金元素Ni后 ,组织中出现Al34 Cu2 8Ni38化合物 ,磨损失效以表层剥落为主 ;添加合金元素Mn后 ,组织中又出现Al56Si4 Cu9Ni2 6Mn5化合物 ,磨损失效以犁削磨损为主。

氮化硅陶瓷球研磨过程中磨损形式的研究

为掌握不同研磨条件下氮化硅(S i3N4)陶瓷球表面的磨损形式,在球-盘式磨损实验装置上,采用不同载荷及磨料粒度和浓度的碳化硼(B4C)磨料进行了磨损实验.通过显微镜观察陶瓷球表面确定其磨损形式,并绘制了磨损形式与载荷及磨料浓度的关系图.研究发现磨损形式与磨粒粒径关系不大;载荷较大或磨粒浓度较低时氮化硅陶瓷球表面发生二体磨损,反之则产生三体磨损.建立了磨损"接触刚度"理论公式,计算确定了实验条件下氮化硅陶瓷球磨损形式的转换点数值为20."接触刚度"小于20时,氮化硅陶瓷球表面发生二体磨损,反之则产生三体磨损.由此可预测不同研磨条件下氮化硅陶瓷球的磨损形式.

高铬铸铁中碳化物相抗磨作用的“尺寸效应”

在以显微切削为主要机制的二体磨制磨损系统中，研究了不同铸型条件下碳化物尺寸的变化对高铬铸铁耐磨性的影响。结果表明，高铬铸铁中碳化物相的抗磨作用具有“尺寸效应”，即在碳化物数量一定时，过小的碳化物尺寸将影响碳化物相抗磨作用的发挥，大幅度地降低高铬铸铁的耐磨性。