【摘要】：對(duì)TC4合金在TC4/GCr15和TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦體系中的磨損行為及磨損特征進(jìn)行了研究。利用SEM、EDS以及XRD等對(duì)合金磨面和剖面形貌、成分及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察與分析。結(jié)果表明:兩種摩擦體系中,在25℃,TC4合金的磨損率均較高,磨損性能很差;在400℃,合金在TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦體系中的磨損率遠(yuǎn)大于TC4/GCr15摩擦體系中的;在600℃,TC4合金的磨損率均較低,且在TC4/GCr15摩擦體系中的磨損率低于TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦體系中的。在400和600℃,磨盤材料對(duì)合金的磨損率具有不同的影響。磨損率的降低與磨損表面的氧化物數(shù)量有關(guān),當(dāng)磨損表面形成大量氧化物且能穩(wěn)定存在時(shí),磨損率極低,具有優(yōu)異的耐磨性。
【圖文】：

在25℃，無論在哪種摩擦體系中，磨損表面都呈現(xiàn)為犁溝，粘著的痕跡(圖3a，3d)；在400℃，在TC4/GCr15摩擦體系中，磨損表面除了犁溝特征外，開始出現(xiàn)黑色光滑區(qū)域(圖3b)，而在TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦體系中，磨損表面依然為犁溝和粘著特征(圖3e)；在600℃，兩種摩擦體系中，磨損表面均出現(xiàn)了黑色光滑區(qū)域(圖3c，3f)，黑色光滑區(qū)域的覆蓋率分別約為85%和75%，此光滑區(qū)域經(jīng)EDS分析（圖4）可知含有大量的O(42.63%，35.75%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))，結(jié)合上述的XRD分析，可以推測(cè)在400和600℃，磨損表面的黑色光滑區(qū)域即為摩擦氧化物。圖3TC4合金在不同摩擦體系中的磨面形貌Fig.3MorphologiesofwornsurfacesofTC4alloyindifferenttribo-systems:(a)TC4/GCr15,25℃,150N;(b)TC4/GCr15,400℃,150N;(c)TC4/GCr15,600℃,150N;(d)TC4/W6Mo5Cr4V2,25℃,150N;(e)TC4/W6Mo5Cr4V2,400℃,150N;and(f)TC4/W6Mo5Cr4V2,600℃,150Nabcdef100μm

圖6為TC4合金在相同工況條件不同摩擦體系中磨面至心部的硬度分布。在TC4/GCr15摩擦體系中，在25℃，，磨損表面第一點(diǎn)HV硬度約為4080MPa，較基材原始硬度有所增加，此硬度來源于基材的塑性變形層，往里硬度略微下降，此后硬度變化不大，為基材的原始硬度；在400和600℃，磨損表面一定深度內(nèi)的硬度較基材均有大幅度地提高，約為8550~10010MPa，此為表層摩擦層的硬度，且在600℃時(shí)，高硬度層的深度約為80μm，這和上述的磨損剖面形貌是相吻合的（圖5c）。在TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦體系中，在25和400℃，磨損表面的硬度大致圖5TC4合金在不同摩擦體系中的剖面形貌Fig.5Cross-sectionmorphologiesofwornsurfacesofTC4alloyindifferenttribo-systems:(a)TC4/GCr15,25℃,150N;(b)TC4/GCr15,400℃,150N;(c)TC4/GCr15,600℃,150N;(d)TC4/W6Mo5Cr4V2,25℃,150N;(e)TC4/W6Mo5Cr4V2,400℃,150N;and(f)TC4/W6Mo5Cr4V2,600℃,150Nabcdef10μm12345678910aElement/%OK42.63AlK1.82TiK40.55FeK14.99Totals100.00OTiFeAlFeFeTiTiIntesntyia/.u.012345678910bElement/%OK35.75AlK2.76TiK56.31FeK5.18Totals100.00TiOAlFeTiTiIntenstyia/.u.Energy/keV

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