【摘要】：采用小載荷沖擊試驗機研究了690合金傳熱管與405不銹鋼塊在室溫干態(tài)不同載荷條件下的微幅沖擊磨損行為.其中管采用懸臂梁式固定,與沖擊配副采取線接觸方式,沖擊頻率為10 Hz,循環(huán)次數(shù)為106次,試驗載荷選取5、10、20和40 N.結(jié)果表明:在室溫干態(tài)條件下,隨著載荷的增加,690合金管的磨損體積增大;加工硬化效應(yīng)增強,磨損表面硬度增加越大.沖擊磨損過程中材料表面發(fā)生摩擦氧化行為,690合金管的沖擊磨損機制主要是磨粒磨損、剝落,且隨著載荷增加,磨粒磨損及氧化行為加劇.
【圖文】：

蠡噱匝橐強刂迫砑鋦幕猊∩?通過對干涉條紋光強曲線進行離散傅里葉變換,綜合利用信號分析各種頻率插值方法的優(yōu)點,設(shè)計了自動計算干涉條紋數(shù)量的高效算法,實現(xiàn)滑塊傾角的在線測量.1試驗部分1.1試驗材料試驗中利用線切割將外徑Ф17.48mm、內(nèi)徑Ф15.44mm的690合金傳熱管(后簡稱690合金管)切成長度為25mm的試樣,將配副件405不銹鋼抗振條(后簡稱405鋼)加工成10.00mm×12.19mm×4.02mm的平面試樣(材料的化學成分如表1所示).1.2試驗材料試驗在自制的小載荷沖擊磨損試驗機上進行,摩擦副接觸方式為華平面線接觸,圖1所示為微幅沖擊試驗裝置的示意圖.沖擊磨損試驗在室溫條件(18~25℃)大氣環(huán)境下進行,接觸間無任何介質(zhì).法向載荷(F)由沖擊行程(S)以及功率放大器輸出電流(I)決定;在確定S下,F∝I.試驗中沖擊載荷F選取5、10、20和40N,沖擊行程S=1mm,綜合考慮試驗機和實際工況的微動運行頻率,試驗頻率f選取10Hz,試驗循環(huán)周次N選取106,為保證試驗數(shù)據(jù)的可靠性,試驗重復數(shù)不低于3次.試驗前將690合金管與405不銹鋼塊放在酒精中利用超聲波清洗儀清洗,對試驗結(jié)束后的樣品采用光學顯微鏡(OM,OLYMPUSBX60Japan)觀察其磨痕全貌,采用ContourGT-I三維光學顯微鏡進行接觸損傷區(qū)的2D表面輪廓分析,并獲得磨損體積和磨損深度等試驗數(shù)據(jù),利用維氏硬度(MVK-H21Japan)試驗機測試磨損表面的硬度值;掃描電子顯微鏡(SEM,JOELJSM-6610LV)下進行磨痕形貌的微觀觀測;結(jié)合SEM配置的電子能譜(EDX,OXFORDX-MAX50INCA-250)進行磨痕的微區(qū)成分分析,揭示其磨損特征及其機理.表1試驗材料的化學成份Table1Chemicalcompositionofthetestedmaterialsw/%SpecimenCSiMnNiCrFePSAlloy6900.015~0.025≤0.50≤0.50≥5828.5~319.0~11.0≤0.015≤0.003405st

2結(jié)果與討論2.1磨痕分析690合金管與405鋼試驗后在光鏡下的磨痕全貌見圖2.從圖2中可以看出,當載荷為5N時,材料的表面部分區(qū)域損傷很輕微,這是由于塊試樣自身不平,未與管試樣形成良好的線接觸,使得先接觸的兩端磨損較嚴重.磨痕的寬度隨著沖擊載荷的增加有增大的趨勢,摩擦對偶405不銹鋼塊也具有相同的損傷趨勢.這是因為沖擊磨損的初期材料表面的微凸體及顆粒逐漸被撞平,磨痕深度主要由于材料的塑性變形以及撞擊過程中材料磨損產(chǎn)生.當載荷較小時,材料發(fā)生的變形也小,磨損寬度窄;而隨著載荷的增加,接觸應(yīng)力變大,輸送的能量增多,材料發(fā)生的塑性變形也在增加,導致磨損加劇,磨痕變寬,同時在管磨痕區(qū)周圍分布有較多的黑色磨屑.截面的磨損面積隨著載荷的增加而成倍增加[圖3(a)],同時在磨斑的邊緣附近材料的輪廓[圖3(b)]顯示出凸起的狀態(tài),而且載荷越大,凸起越明顯,磨損區(qū)的最大深度值不斷變大,說明材料在沖擊過程中發(fā)生了塑性變形,載荷能顯著加劇磨損.載荷為5和10N時的磨痕深度僅1~2μm,當載荷增至40N時,磨痕最大深度達5.4μm.經(jīng)沖擊之后的磨痕表面的硬度值較基體有所增加,而且隨著沖擊載荷的增加,磨痕表面的硬度值也增加(見圖4).這主要是在405鋼反復沖擊的作用下,接觸表面發(fā)生微小的塑性變形,變形層內(nèi)產(chǎn)生大量的位錯增值以及滑移,位錯的塞積、交割以及纏結(jié)等致使材料磨痕表面發(fā)生加工硬化.沖擊載荷越大,材料表面處的塑性變形越大,使得材料的磨損加劇,管壁厚減薄,但管壁并無整體的形變.Fig.2TheOMmicrographsofwornsurfaceofalloy690tube圖2兩種對摩材料的磨痕光鏡形貌Fig.3Themaximumweardepth,wearareaofcross-sectionandwearvolumeof690alloytubes圖3690合金管磨痕的最大深度、截面磨損面積和磨損體積第5期陽榮,等:690合金管

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 丁訓慎;;蒸汽發(fā)生器傳熱管的微振磨損及其防護[J];核安全;2006年03期

2 唐輝;世界核電設(shè)備與結(jié)構(gòu)將長期面臨的一個問題——微動損傷[J];核動力工程;2000年03期

3 王勇華,朱華,黃孝龍,吳兆宏;金屬材料沖擊磨損的研究現(xiàn)狀[J];礦山機械;2004年12期

4 章建軍;朱金華;;貝氏體鋼在多次沖擊接觸載荷下的反常磨損行為研究[J];摩擦學學報;2006年03期

5 王艷;石心余;蔡立君;周仲榮;;新型小載荷沖擊磨損試驗機的研制及其實驗研究[J];摩擦學學報;2007年05期

6 孟繁忠;張進平;黃梅;張海強;;汽車發(fā)動機鏈條的多次沖擊磨損特性研究[J];摩擦學學報;2007年06期

7 王天華,沈時芳;換熱器傳熱管微振磨損的實驗研究[J];核動力工程;1990年04期

8 崔素文;韓同行;莫少嘉;;蒸汽發(fā)生器傳熱管彎管區(qū)最小間隙分析[J];核動力工程;2014年06期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝保紅;楊淼;;鑄鐵石墨形態(tài)對強度的影響新探[J];北京石油化工學院學報;2008年01期

2 古柏林;劉捍衛(wèi);朱e，

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