郭 薇，李 健，黄淑梅，王运锋，何 蕾

(1.西北有色金属研究院，陕西 西安，710016)(2.西北工业大学，陕西 西安，710072)



微动幅值对Ti-6Al-4V合金摩擦特性的影响

郭 薇1，李 健2，黄淑梅1，王运锋1，何 蕾1

(1.西北有色金属研究院，陕西 西安，710016)(2.西北工业大学，陕西 西安，710072)

钛合金的微动磨损会加速裂纹萌生及扩展，甚至导致构件提前失效。为了在有限元建模过程中提供更加准确地反映钛合金摩擦特性的数据，更好地模拟微动磨损行为，对微动幅值为10～300 μm时，球/平面接触Ti-6Al-4V合金的微动摩擦特性进行了研究，测量了不同微动幅值下的摩擦系数，对微动斑中心区域的表面形貌进行了表征，并对接触界面不同深度处的化学成分进行了检测。结果表明，微动幅值为100 μm时摩擦系数最大，不同微动幅值下，摩擦系数的演变不一致，且摩擦系数的演变与微动模式有关；微动幅值的不同会导致表面形貌的差异，随着微动幅值的增大，磨屑颗粒逐渐减小，同时形状从块状逐渐向球形转变；此外，当微动幅值较大时，钛合金表面氧化严重，并伴随有氮化物的形成。

Ti-6Al-4V合金；微动磨损；微动摩擦系数；微动幅值；表面粗糙度

0 引 言

机械连接的飞机结构件在服役状态下不可避免地会出现微动行为。所谓微动是指紧密接触的组件间发生小幅值相对运动，它会加速裂纹萌生及扩展，导致构件咬合松动、噪音，严重的甚至导致构件提前失效。现有的研究表明，飞机结构件失效中涉及微动损伤的高达90%[1]。

钛合金以其密度低、比强度高、耐腐蚀性能优良而被广泛地用做飞机结构件，但是众所周知钛合金的耐磨性能差，因此机械连接的钛合金结构件的微动磨损引起人们的高度重视。……