690合金及其TiN+TiCN+TiN涂層的高溫微動(dòng)磨損性能研究.pdf

1、兩接觸面之間發(fā)生的極小的振幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)叫做微動(dòng)，微動(dòng)磨損廣泛存在于汽車、機(jī)械、核反應(yīng)堆、航空航天等工業(yè)，是配合零部件失效的主要原因。國(guó)外對(duì)在核工業(yè)中的高溫微動(dòng)損傷很重視，研究主要集中在燃料組件和蒸汽發(fā)生管，硬質(zhì)涂層通常是為了提高基材表面的耐腐蝕、耐高溫和耐磨性，TiN+TiCN+TiN涂層便是較典型的硬質(zhì)涂層的一種，由于其耐高溫耐腐蝕性而被作為抗微動(dòng)磨損的涂層廣泛應(yīng)用在各行業(yè)中。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)硬質(zhì)涂層的微動(dòng)磨損研究較少，尤其是對(duì)高溫下TiN

2、+TiCN+TiN涂層的微動(dòng)磨損性能的研究甚少，因此對(duì)TiN+TiCN+TiN涂層在高溫下的微動(dòng)磨損進(jìn)行研究具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文在PLINK電液伺服高溫微動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行690合金及其TiN+TiCN+TiN涂層的高溫微動(dòng)磨損試驗(yàn)，采用“球-平面”接觸方式，利用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子能譜儀(EDS)、激光共聚焦掃面顯微鏡(LCSM)等儀器對(duì)磨斑進(jìn)行觀察分析，通過分析

3、摩擦系數(shù)、磨損量和磨痕形貌、機(jī)制來研究了其室溫及高溫下的微動(dòng)磨損行為，得到以下結(jié)果:
　　(1)室溫下位移幅值對(duì)TiN+TiCN+TiN涂層的摩擦系數(shù)的影響較小，隨著法向載荷的增加，摩擦系數(shù)增加，其磨損量隨位移幅值和法向載荷的增加而增加。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，TiN+TiCN+TiN涂層被磨穿，磨掉下來的TiN和TiC硬質(zhì)顆粒造成磨粒磨損，反而加劇了對(duì)基體的磨損;室溫下TiN+TiCN+TiN涂層的磨損機(jī)理是磨粒磨損和剝層的共同作用

4、。
　　(2)高溫下位移幅值對(duì)TiN+TiCN+TiN涂層的摩擦系數(shù)影響不大，摩擦系數(shù)隨法向載荷的增加而增加，磨損量隨位移幅值和法向載荷的增加而增加，磨損機(jī)制主要是氧化磨損還伴有剝層。在室溫和高溫200℃、300℃下，隨著溫度的升高，磨痕的寬度和深度都有所增加，磨損量增大。在高溫200℃和300℃下，TiN+TiCN+TiN涂層的磨損量差別不大，表明該涂層能明顯地提高690合金的抗高溫微動(dòng)磨損性能。
　　(3)在室溫和高溫下