分会场

设计制造润滑与可靠性

摘要

缸套活塞环是内燃机中一对重要的摩擦副，其摩擦磨损性能直接影响内燃机的可靠性和使用寿命。铸铁由于其复杂的成分和组织组成而具有优异的耐磨性能，是应用最为广泛的缸套材料之一。微观组织组成对铸铁的摩擦磨损性能具有直接的影响，但关于不同组织对磨损过程的协同影响却鲜有报道。本研究以缸套活塞环为研究对象，在多功能摩擦磨损试验机上进行了极端工况下的强化磨损实验，并采用白光干涉仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对缸套不同磨损阶段的表界面形貌进行了分析，研究了缸套活塞环在不同磨损阶段的磨损时变特性以及不同微观组织在磨损退化过程中的协同作用。结果表明：缸套铸铁磨损过程会经历3个稳定阶段，分别为低摩擦阶段（μ≤0.3），稳定摩擦阶段（0.35≤μ≤0.45）和高摩擦阶段（0.5≤μ）（μ为摩擦系数）。低摩擦阶段主要是由于石墨的自润滑作用而导致较低摩擦系数和磨损率；稳定摩擦阶段由于表面釉质层的形成而导致石墨难以溢出，基体组织珠光体开始发生磨粒和黏着磨损；而在高摩擦阶段由于磷共晶的脱落导致表面釉质层以层片状形式发生磨损，从而导致较高磨损率。本研究分析了缸套铸铁不同微观组织在不同磨损阶段的协同作用，从微观组织的角度揭示了缸套铸铁的磨损退化规律。这对于缸套活塞环的磨损预测以及缸套铸铁微观组织的优化具有重要的意义。

关键词

缸套活塞环 铸铁材料 微观组织 磨损机制 磨损退化

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