微晶玻璃/H300特种铸铁、45钢的摩擦磨损特性研究

论文摘要

钙铝硅系微晶玻璃具有密度低、机械强度高、耐磨损、化学稳定性好等特性,它在航天航空、机械、建筑和化学工程上具有广阔的应用前景,且组成该材料的氧化物原料资源丰富。因此,近年来微晶玻璃的开发研究十分活跃。有关微晶玻璃的组成与性能、分相与析晶方面已开展了一定的研究,但在如何提高其耐磨性能,进一步扩大其在耐磨、耐腐蚀结构件上的使用范围,目前尚缺乏深入研究。本文旨在研究一种微晶玻璃材料的耐磨性能,以更好地满足工程领域对高性能结构材料应用的需求。摩擦与磨损是工程材料的重要服役性能之一。本文采用MM-1000型摩擦磨损试验机,在不同法向应力和不同转速条件下,对微晶玻璃/H300特种铸铁、45钢的摩擦磨损特性进行试验研究。特别探讨了载荷、转速对微晶玻璃摩擦磨损性能的影响,应用现代表面测试技术和摩擦学原理分析了该材料的磨损机理。结果表明,微晶玻璃/H300的距离平均摩擦系数比较稳定,微晶玻璃/45钢的距离平均摩擦系数变化比较大。微晶玻璃及对磨副的磨损量均不大。微晶玻璃/H300的接触表面温升略低于微晶玻璃/45钢的温升。微晶玻璃的磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳断裂,伴随的磨损现象主要表现为:微观切削、犁沟、元素转移和脆性断裂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 微晶玻璃的概况
• 1.1.1 微晶玻璃的制备
• 1.1.2 微晶玻璃的种类
• 1.1.3 微晶玻璃的特点
• 1.2 微晶玻璃的强韧方法
• 1.2.1 表面应力法增强微晶玻璃
• 1.2.2 热压成形法增强微晶玻璃
• 1.2.3 纤维增强微晶玻璃
• 1.2.4 溶胶-凝胶涂层增强微晶玻璃
• 2增强、增韧微晶玻璃'>1.2.5 ZrO₂增强、增韧微晶玻璃
• 1.3 微晶玻璃的应用
• 1.4 微晶玻璃的摩擦磨损性能研究现状
• 1.4.1 微晶玻璃的疲劳行为
• 1.4.2 微晶玻璃的磨损失效
• 1.4.3 显微结构对微晶玻璃摩擦磨损特性的影响
• 1.5 本论文的研究意义及主要内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 摩擦磨损试验简介
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 材料性能
• 2.1.2 设计加工
• 2.2 试验装置
• 2.2.1 MM-1000型摩擦磨损试验机
• 2.2.2 试验数据的采集
• 2.2.3 试验参数
• 2.3 分析方法
• 2.4.1 摩擦系数计算
• 2.4.2 磨损量测量
• 2.4.3 摩擦面温度测量
• 2.4.4 磨损形貌的检测
• 2.4 试验步骤
• 第3章 试验结果与讨论
• 3.1 微晶玻璃/H300特种铸铁
• 3.1.1 不同初速度下的摩擦系数变化曲线
• 3.1.2 初速度和法向应力对磨损量的影响
• 3.1.3 摩擦表面温升
• 3.2 微晶玻璃/45钢
• 3.2.1 不同初速度下的摩擦系数曲线
• 3.2.2 初速度和法向应力对磨损量的影响
• 3.2.3 摩擦表面温升
• 3.3 两组对磨副的比较
• 3.3.1 瞬时摩擦系数随时间的关系曲线
• 3.3.2 平均摩擦系数随转速的关系曲线
• 3.3.3 磨损量
• 3.3.4 摩擦表面温升
• 3.4 小结
• 第4章 摩擦磨损机理分析
• 4.1 磨损形貌
• 4.1.1 微晶玻璃/H300特种铸铁
• 4.1.2 微晶玻璃/45钢
• 4.2 元素转移
• 4.2.1 微晶玻璃/H300特种铸铁
• 4.2.2 微晶玻璃/45钢
• 4.3 磨损失效机理探讨
• 4.3.1 塑性变形
• 4.3.2 磨屑层的形成
• 4.3.3 摩擦副的疲劳破坏
• 4.4 小结
• 结论与展望
• 主要结论
• 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文