Titanlegierungen werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, medizinischen Geräten, chemischen Geräten und anderen Bereichen eingesetzt. Um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Bauteilen aus Titanlegierungen zu verbessern, ist es notwendig, deren tribologische Eigenschaften zu prüfen. Daher ist es von großer Bedeutung, systematische und professionelle tribologische Tests an Materialien und Produkten aus Titanlegierungen durchzuführen. In diesem Artikel werden Umfang, Elemente, Methoden und Instrumente der tribologischen Prüfung von Titanlegierungen kurz vorgestellt.
Erkennungsbereich
Die Reibungsprüfung von Titanlegierungen umfasst Rohmaterialien, Halbzeuge, Fertigprodukte und Servicekomponenten unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen. Es umfasst hauptsächlich:
· Alle Materialqualitäten von Blechen, Stäben, Drähten, Gussteilen und Schmiedestücken aus Titanlegierungen;
· Werkstücke aus Titanlegierungen mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen wie Oxidation, Nitrierung und Beschichtung);
· Endprodukte wie Flugzeugtriebwerksschaufeln, künstliche Gelenke, chemische Pumpenventile, Befestigungselemente usw.
Der Zweck der Prüfung besteht darin, das Reibungs- und Verschleißverhalten von Titanlegierungen unter verschiedenen Umgebungen und Paarungsbedingungen zu bewerten.
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Die Kerntests konzentrieren sich auf zwei Schlüsselindikatoren: Reibungskoeffizient und Verschleißrate. Im Einzelnen umfassen sie:
· Messung des Gleitreibungskoeffizienten;
· Berechnung von Verschleißvolumen und Verschleißrate;
· Analyse der Oberflächenverschleißmorphologie (z. B. Breite und Tiefe von Kratzern).
Darüber hinaus können bei Bedarf abgeleitete Projekte durchgeführt werden: Prüfung der Oberflächenhärte, Prüfung der Beschichtungshaftfestigkeit und Bewertung der tribologischen Leistung unter bestimmten Bedingungen wie Schmierung oder in simulierten Körperflüssigkeiten.
Testmethoden
Die Prüfung orientiert sich überwiegend an nationalen und internationalen Standards. Zu den gängigen Methoden gehören:
· Testmethode für Kugel-reibung und Verschleiß: Einfaches Kontaktformular, geeignet für Materialscreening und Grundlagenforschung;
· Ring-Block-Reibungs- und Verschleißtestmethode: Simuliert die praktischen Arbeitsbedingungen des Flächenkontakts;
· Testmethode für Reibung und Verschleiß bei Hin- und Herbewegungen: Simuliert den Betriebszustand von hin- und herbewegten Teilen.
Die Tests werden auf einer speziellen Reibungs- und Verschleißtestmaschine durchgeführt, wobei einige Parameter so eingestellt werden, dass sie tatsächliche Arbeitsbedingungen simulieren.
Prüfgeräte
Das Kerngerät ist die Reibungs- und Verschleißprüfmaschine. Je nach Testmethode kann es wie folgt klassifiziert werden:
· Universelle Reibungs- und Verschleißprüfmaschine;
· Hochtemperatur-Reibungs- und Verschleißprüfmaschine;
· Vakuum-Reibungs- und Verschleißprüfmaschine.
Zu den unterstützenden Präzisionsinstrumenten gehören:
· Oberflächenprofilometer oder Weißlichtinterferometer: Messen Sie die dreidimensionale Morphologie und das Verschleißvolumen nach dem Tragen genau;
· Rasterelektronenmikroskop: Beobachtung der mikroskopischen Morphologie der verschlissenen Oberfläche mit hoher -Vergrößerung und Analyse des Verschleißmechanismus;
· Energiespektrometer: Analysieren Sie die chemische Zusammensetzung des abgenutzten Bereichs.