·908· 工程科学学报，第41卷，第7期 360m,并通过传感器系统和数据分析系统得出不同 验温度为600℃，试样尺寸为15mm×15mm×15 条件下的摩擦系数.试样尺寸为l0mm×10mm× mm,保温时间分别为4、8、12、16,20和24h.试样硬 36mm,摩擦面为10mm×36mm,摩擦副为SiC陶瓷 度采用69-1布洛维硬度计并按照《GB/T230金属 球，直径为9.5mm,硬度为HV2800,SiC陶瓷球高 材料洛氏硬度试验》标准测量. 温下具有良好的热稳定性能，不易发生变形和剥落 试验前将试样摩擦面磨光，并用酒精清洗，同时为保 2结果与讨论 证实验的可靠性，在同一条件下分别测试了三个 2.1磨损表面形貌及磨损机理 试样 图2是在不同温度下DAC55钢和HTCS-130 采用Contour GT-K型光学轮廓仪对磨损表面 钢的磨损表面形貌.试验温度为100℃时，HTCS- 的磨损体积进行测量，再通过公式W.=V/(p×d) 130钢的磨损表面呈现出黏着痕迹，为典型的黏着 计算磨损率，式中V为磨损体积，p为载荷，d为总滑 磨损特征，经能谱仪(EDS)分析可知，如图3所示， 行距离，从而衡量材料的耐磨性能.借助Zeiss Su- 附着物主要为剥落的SiC和氧化物颗粒.当SiC陶 pra-40型场发射高分辨扫描电子显微镜对材料的 瓷球和摩擦表面接触时，接触首先发生在表面微凸 显微组织、磨痕表面形貌和磨痕截面组织进行表征. 体上，在高速往复滑动作用下，基体局部表面出现塑 采用D/MAX2500型X射线衍射仪(XRD)对高温摩 性变形，同时摩擦力引起的剪切力反复作用将导致 擦磨损后试样的物相进行判定，测量范围为20°~ 微凸体发生疲劳剥落，出现材料迁移现象1]，磨损 80°，扫描速度为4°·min-1,电流为250mA,电压为 以接触一塑性变形一黏着一剥落一转移一再黏着循 40kV.采用UM-3型显微硬度计测量截面的显微硬 环进行.DAC55钢磨损表面生成摩擦氧化物，在载 度分布，加载力为4.9N,保压时间为10s 荷作用下摩擦氧化物附着于磨损表面形成一层极薄 热稳定性试验在S2-5-12型箱式炉中进行，试 的摩擦氧化物层. b c 落碎片 疲劳裂纹 落碎片 落区域 分层 餐擦氧化物层 滑移方向 滑移方向。 滑移方向 20μm 20 um 204m (e) 疲劳裂纹 附着物 附着物 氧化物碎片 滑移方向 滑移方向 滑移方向 20μm 204m 20m g 裂纹， 剥落碎片 被劳剥落区 分层 利落区域 滑移方向 滑移方向 20m 20画m 图2DAC55钢和HTCS-130钢磨损后表面形貌.(a)100℃，DAC55:(b)300℃，DAC55:(c)500℃，DAC55:(d)700℃，DAC55:(e)100℃， HTCS-130:(f)300℃，HT℃S-130:(g)500℃，HTCS-130:(h)700℃，HTCS-130 Fig.2 Surface morphology of DAC55 steel and HTCS-130 steel after wear:(a)100℃，DAC55;(b)300℃，DAC55:(c)500℃，DAC55;(d) 700℃，DAC55:(e)100℃，HTCS-130:(f)300℃，HTCS-130:(g)500℃，HTCS-130:(h)700℃，HTCS-130工程科学学报,第 41 卷,第 7 期 360 m,并通过传感器系统和数据分析系统得出不同 条件下的摩擦系数. 试样尺寸为 10 mm 伊 10 mm 伊 36 mm,摩擦面为 10 mm 伊 36 mm,摩擦副为 SiC 陶瓷 球,直径为 准9郾 5 mm,硬度为 HV 2800,SiC 陶瓷球高 温下具有良好的热稳定性能,不易发生变形和剥落. 试验前将试样摩擦面磨光,并用酒精清洗,同时为保 证实验的可靠性,在同一条件下分别测试了三个 试样. 图 2 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢磨损后表面形貌. (a)100 益 ,DAC55;(b)300 益 ,DAC55;(c)500 益 ,DAC55;(d)700 益 ,DAC55;( e)100 益 , HTCS鄄鄄130;(f)300 益 ,HTCS鄄鄄130;(g)500 益 ,HTCS鄄鄄130;(h)700 益 ,HTCS鄄鄄130 Fig. 2 Surface morphology of DAC55 steel and HTCS鄄鄄130 steel after wear:(a) 100 益 ,DAC55; ( b) 300 益 ,DAC55; ( c) 500 益 ,DAC55; ( d) 700 益 ,DAC55;(e) 100 益 ,HTCS鄄鄄130; (f) 300 益 ,HTCS鄄鄄130; (g) 500 益 ,HTCS鄄鄄130; (h) 700 益 ,HTCS鄄鄄130 采用 Contour GT鄄鄄 K 型光学轮廓仪对磨损表面 的磨损体积进行测量,再通过公式 Ws = V / ( p 伊 d) 计算磨损率,式中 V 为磨损体积,p 为载荷,d 为总滑 行距离,从而衡量材料的耐磨性能. 借助 Zeiss Su鄄 pra鄄鄄40 型场发射高分辨扫描电子显微镜对材料的 显微组织、磨痕表面形貌和磨痕截面组织进行表征. 采用 D/ MAX2500 型 X 射线衍射仪(XRD)对高温摩 擦磨损后试样的物相进行判定,测量范围为 20毅 ~ 80毅,扫描速度为 4毅·min - 1 ,电流为 250 mA,电压为 40 kV. 采用 UM鄄鄄3 型显微硬度计测量截面的显微硬 度分布,加载力为 4郾 9 N,保压时间为 10 s. 热稳定性试验在 S2鄄鄄5鄄鄄12 型箱式炉中进行,试 验温度为 600 益 ,试样尺寸为 15 mm 伊 15 mm 伊 15 mm,保温时间分别为 4、8、12、16、20 和 24 h. 试样硬 度采用 69鄄鄄1 布洛维硬度计并按照《GB / T230 金属 材料洛氏硬度试验》标准测量. 2 结果与讨论 2郾 1 磨损表面形貌及磨损机理 图 2 是在不同温度下 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄 130 钢的磨损表面形貌. 试验温度为 100 益 时,HTCS鄄鄄 130 钢的磨损表面呈现出黏着痕迹,为典型的黏着 磨损特征,经能谱仪(EDS)分析可知,如图 3 所示, 附着物主要为剥落的 SiC 和氧化物颗粒. 当 SiC 陶 瓷球和摩擦表面接触时,接触首先发生在表面微凸 体上,在高速往复滑动作用下,基体局部表面出现塑 性变形,同时摩擦力引起的剪切力反复作用将导致 微凸体发生疲劳剥落,出现材料迁移现象[13] ,磨损 以接触—塑性变形—黏着—剥落—转移—再黏着循 环进行. DAC55 钢磨损表面生成摩擦氧化物,在载 荷作用下摩擦氧化物附着于磨损表面形成一层极薄 的摩擦氧化物层. ·908·