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ToughMet 2合金的耐磨损性

发布时间:2020-10-24
测量了ToughMet 2合金和其他两种铜合金相对于4140钢的耐磨性。ToughMet 2合金在三种非磨损合金中具有最大的抗变形性。
介绍
针对回火至HRC 35的4140钢,测量了三种铜基合金的抗磨损性和磨损阈值应力。进行这些测试是为了提供有关在磨损板和衬套等磨损应用中的ToughMet 2合金相对值的信息。用于比较试验的铜合金,C95400和C95900,是这些应用中常用的合金。
用于测量的测试方法,ASTM G98,提供了一个阈值,低于这个阈值就不会发生擦伤。许多耐磨板的设计结合了润滑,如石墨或石墨塞。最终,这些金属板或衬套的失效机理是铜合金的粘着磨损,而这种粘着磨损是由于润滑液在磨损轨迹上的破坏和擦除而引起的。用于这些磨损测量的测试方法模拟了粘着磨损情况,并确定了合金在使用条件下的最大工作载荷。
过程材料
使用C95900、C95400和ToughMet 2合金进行了磨损试验。C95400由Thyssen获得,C95900和ToughMet 2合金由Materion性能合金获得。合金的拉伸性能尚不清楚。硬度值在R&D中测量,列于表1。配合块试验材料4140回火至hrc35。磨损表面是Ra 12至16μin手动抛光加工后(0.3到0.4μm)。在抛光条件下对铜合金和钢块的表面进行了测试。
测试程序
耐擦伤性的测量是在赫伦测试实验室进行的。样品制备和测试程序符合ASTM G98-911。本试验方法已用于其它铜、铁和有色合金的材料性能表征。在所有的测试中,这个滑块是4140钢的,其中一个铜合金是没有润滑的。使用Instron机械测试单元施加应力,开始时增加10 ksi (69 MPa)。对铜按钮进行目视检查,以确定按钮是否擦伤或变形。磨擦阻力被报道为在没有磨擦或钮扣变形被观察到的最低应力。
结果与讨论
在按钮变形之前的测试中未观察到铜合金与4140钢的磨损。因此,测试的破坏准则不是磨损,而是观察到变形的应力。这些结果列于表1。
在对4140进行测试的合金中,没有任何一种观察到擦伤(金属转移)。因此,擦伤阈值被定义为观察到铜合金变形时的应力。
基于按钮变形应力,在失效前,2合金承受了最高的加载。C95900紧追ToughMet 2合金,而C95400的变形应力较低,约为30 ksi。这些结果伴随材料的硬度,较低的擦伤应力与较低的硬度。其他铜合金的磨损(变形)应力大约是0.2%屈服强度的80%。利用该关系式,计算出C95400、C95900和ToughMet 2合金的屈服应力分别为56 ksi和94 ksi。在报告的硬度为hrc30的情况下,ToughMet 2合金的计算屈服强度在预期范围内。
结论
1.所测试的铜合金在变形前没有发生磨损。
2. 试样的破坏定义为变形,并出现80%左右的铜合金屈服强度。
3.测定了2合金的最大变形抗力,其次是硬度相近的C95900。C95400的变形抗力最低。
(廣達科技有限公司)


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