·1330· 北京科技大学学报 第36卷 100m 100um 100m 100m fe] 100m 图3位移幅值为30(a),60(b)90(c)、120(d)和150μm(c)下磨痕表面光学显微镜形貌 Fig.3 OM images of worn surfaces at displacement amplitudes of 30 (a),60(b),90 (c),120 (d)and 150 um (e) 消失，整个接触面均为滑动区.磨痕的形状也由圆120μm时磨痕中心局部放大图，分别对应图4(c)中 形逐渐转变为椭圆形 D处和图4(d)中E处.从6(a)可以看出，当幅值为 图4为不同位移幅值下磨痕的扫描电镜形貌及 90um时，循环切向力产生的疲劳使得磨痕氧化层沿 氧元素的分布.位移幅值为30μm和60μm时，黏 滑动方向出现波纹状裂纹.图6(a)G处磨屑中氧 着区域内氧分布密度与磨痕外基体的氧分布密度相 质量分数为5.2%，H处氧质量分数为1%，后者与 差不大，而滑动区域内氧分布密度远高于黏着区域， 磨痕外基体的氧含量一致，因此在位移幅值为90μm 说明氧化反应主要发生在滑动区.随着位移幅值的 时，磨痕表面没有形成连续致密的氧化层.相比之 增加，整个接触区域内即滑动区域，氧含量均高于磨 下，位移幅值为120m时氧化层连续且致密，基体 痕外基体，且氧分布密度逐渐增加 材料中微裂纹基本被覆盖，很少被发现. 图5(a)和(b)是位移幅值为30m磨痕中心和 图7位移幅值为30、60、90、120和150m磨痕 磨痕边缘局部放大图，分别对应图4(a)中A和B 截面扫描电镜形貌.截面取样位置分别对应图4中 处.从图中可以看出，磨痕中心呈现黏着磨损的撕 A、C、D、E和F.从图7(a)可以看出：在黏着区磨痕 裂损伤，而在滑动区和黏着区的交界处，存在微 的横截面中没有裂纹产生；位移幅值60μm时，在黏 裂纹. 着区和滑动区的交界处观察到少量微裂纹：当位移 图6(a)和(b)分别为位移幅值为90um和 幅值增加至90μm,微裂纹数目增加；随着位移幅值北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 3 位移幅值为 30 ( a) 、60 ( b) 、90 ( c) 、120 ( d) 和 150 μm ( e) 下磨痕表面光学显微镜形貌 Fig． 3 OM images of worn surfaces at displacement amplitudes of 30 ( a) ，60 ( b) ，90 ( c) ，120 ( d) and 150 μm ( e) 消失，整个接触面均为滑动区． 磨痕的形状也由圆 形逐渐转变为椭圆形． 图 4 为不同位移幅值下磨痕的扫描电镜形貌及 氧元素的分布． 位移幅值为 30 μm 和 60 μm 时，黏 着区域内氧分布密度与磨痕外基体的氧分布密度相 差不大，而滑动区域内氧分布密度远高于黏着区域， 说明氧化反应主要发生在滑动区． 随着位移幅值的 增加，整个接触区域内即滑动区域，氧含量均高于磨 痕外基体，且氧分布密度逐渐增加． 图 5( a) 和( b) 是位移幅值为 30 μm 磨痕中心和 磨痕边缘局部放大图，分别对应图 4 ( a) 中 A 和 B 处． 从图中可以看出，磨痕中心呈现黏着磨损的撕 裂损 伤，而在滑动区和黏着区的交界处，存 在 微 裂纹． 图 6( a) 和( b) 分别为位移幅值为 90 μm 和 120 μm时磨痕中心局部放大图，分别对应图 4( c) 中 D 处和图4( d) 中 E 处． 从6( a) 可以看出，当幅值为 90 μm时，循环切向力产生的疲劳使得磨痕氧化层沿 滑动方向出现波纹状裂纹． 图 6( a) G 处磨屑中氧 质量分数为 5. 2% ，H 处氧质量分数为 1% ，后者与 磨痕外基体的氧含量一致，因此在位移幅值为90 μm 时，磨痕表面没有形成连续致密的氧化层． 相比之 下，位移幅值为 120 μm 时氧化层连续且致密，基体 材料中微裂纹基本被覆盖，很少被发现． 图 7 位移幅值为 30、60、90、120 和 150 μm 磨痕 截面扫描电镜形貌． 截面取样位置分别对应图 4 中 A、C、D、E 和 F． 从图 7( a) 可以看出: 在黏着区磨痕 的横截面中没有裂纹产生; 位移幅值 60 μm 时，在黏 着区和滑动区的交界处观察到少量微裂纹; 当位移 幅值增加至 90 μm，微裂纹数目增加; 随着位移幅值 · 0331 ·