Ni50Ti30Zr20与Ni50Ti50合金摩擦磨损性能对比研究

摘要

目的以Ni50Ti50合金为参照物,研究Ni50Ti30Zr20合金的摩擦磨损性能。方法采用非自耗真空电弧熔炼炉炼制Ni50Ti30Zr20合金,在合金铸锭上切取样品,以Ni50Ti50合金为对比样品,通过能谱测试(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度(HV)测试、摩擦磨损测试、扫描电镜测试(SEM)和3D形貌测试,分别评价Ni50Ti30Zr20合金与Ni50Ti50合金的成分、相组成、显微硬度、耐磨性、磨痕形貌和磨损体积。结果XRD结果显示,Ni50Ti50和Ni50Ti30Zr20合金室温分别由B2奥氏体和B19’马氏体相组成。显微硬度测试结果表明,Ni50Ti30Zr20和Ni50Ti50合金的显微硬度值分别为(381.64±7.32)HV和(230.58±6.74)HV。从形貌图可以看出,两种合金磨损后,磨痕形貌主要由剥层组成。从磨痕能谱分析得出,摩擦实验后,样品表面O和Si元素含量明显增加。根据摩擦系数曲线和磨痕三维形貌图发现,同样载荷下,Ni50Ti30Zr20合金的摩擦系数和磨损体积均小于Ni50Ti50合金,在载荷为20 N时,Ni50Ti30Zr20合金的磨损体积为0.078 mm^3,Ni50Ti50合金的磨损体积为0.084 mm^3。结论Ni50Ti30Zr20与Ni50Ti50合金的磨损机制均为疲劳磨损,两种合金在摩擦实验过程中均会发生氧化,同时磨球会有部分剥落到合金磨痕剥层中。Ni50Ti30Zr20合金的耐磨性优于Ni50Ti50合金。