التصنيف: Block on Ring Tribology

أهمية تقييم ارتداء البلوك على الحلبة

هدف القياس

في هذا التطبيق ، يقيس جهاز الفحص الميكانيكي Nanovea YS و UTS من عينات الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 وعينات سبائك الألومنيوم Al6061 المعدنية. تم اختيار العينات لقيم YS و UTS المعترف بها بشكل شائع والتي توضح موثوقية طرق المسافة البادئة لـ Nanovea.

تم تقييم سلوك التآكل المنزلق لكتلة H-30 على حلقة S-10 بواسطة مقياس الاحتكاك الخاص بـ Nanovea باستخدام وحدة Block-on-Ring. كتلة H-30 مصنوعة من فولاذ أداة 01 بصلابة 30HRC، في حين أن الحلقة S-10 مصنوعة من الفولاذ من النوع 4620 بصلابة سطحية 58 إلى 63 HRC وقطر الحلقة ~ 34.98 ملم. تم إجراء اختبارات الكتلة على الحلقة في بيئات جافة ومشحمة لدراسة التأثير على سلوك التآكل. تم إجراء اختبارات التشحيم في الزيوت المعدنية الثقيلة USP. تم فحص مسار التآكل باستخدام Nanovea مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد. يتم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1. تم تقييم معدل التآكل (K) باستخدام الصيغة K=V/(F×s)، حيث V هو الحجم البالي، F هو الحمل الطبيعي، s هي المسافة المنزلقة.

النتائج والمناقشة

يقارن الشكل 2 معامل الاحتكاك (COF) لاختبارات Block-on-Ring في البيئات الجافة والمشحمة. تحتوي الكتلة على احتكاك أكبر بكثير في البيئة الجافة مقارنة بالبيئة المشحمة. COF
يتقلب خلال فترة التشغيل في أول 50 ثورة ويصل إلى COF ثابت يبلغ ~ 0.8 لبقية اختبار التآكل في 200 ثورة. بالمقارنة، فإن اختبار Block-on-Ring الذي تم إجراؤه في تشحيم الزيوت المعدنية الثقيلة USP يُظهر COF منخفضًا ثابتًا يبلغ 0.09 طوال اختبار التآكل ذو 500000 ثورة. يقلل زيت التشحيم بشكل كبير من COF بين الأسطح بمقدار 90 مرة تقريبًا.

يوضح الشكلان 3 و 4 الصور البصرية والمقاطع العرضية ثنائية الأبعاد لندبات التآكل على الكتل بعد اختبارات التآكل الجافة والمزلقة. يتم سرد أحجام مسار التآكل ومعدلات التآكل في الجدول 2. تُظهر الكتلة الفولاذية بعد اختبار التآكل الجاف بسرعة دوران منخفضة تبلغ 72 دورة في الدقيقة لـ 200 دورة حجم ندبة تآكل كبيرة تبلغ 9.45 مم˙. وبالمقارنة ، فإن اختبار التآكل الذي يتم إجراؤه بسرعة أعلى تبلغ 197 دورة في الدقيقة لـ 500000 دورة في زيوت التشحيم بالزيوت المعدنية ينتج عنه حجم مسار تآكل أصغر بكثير يبلغ 0.03 مم˙.

تُظهر الصور الموجودة في ÿgure 3 حدوث تآكل شديد أثناء الاختبارات في الظروف الجافة مقارنة بالتآكل الخفيف الناتج عن اختبار التآكل المزلّق. تعمل الحرارة العالية والاهتزازات الشديدة المتولدة أثناء اختبار التآكل الجاف على تعزيز أكسدة الحطام المعدني مما يؤدي إلى تآكل شديد لثلاثة أجسام. في اختبار التزليق ، يقلل الزيت المعدني من الاحتكاك ويبرد وجه التلامس بالإضافة إلى نقل الحطام الكاشطة الناتج أثناء التآكل. وهذا يؤدي إلى انخفاض كبير في معدل التآكل بمعامل ~ 8 × 10. يوضح هذا الاختلاف الكبير في مقاومة التآكل في بيئات مختلفة أهمية محاكاة التآكل الانزلاقي المناسبة في ظروف الخدمة الواقعية.

يمكن أن يتغير سلوك التآكل بشكل كبير عند إدخال تغييرات صغيرة في ظروف الاختبار. إن تعدد استخدامات مقياس النبض في Nanovea يسمح بقياس التآكل في درجات الحرارة العالية ، والتشحيم ، وظروف تريبوكوروسيون. يتيح التحكم الدقيق في السرعة والموضع بواسطة المحرك المتقدم إجراء اختبارات التآكل بسرعات تتراوح من 0.001 إلى 5000 دورة في الدقيقة ، مما يجعله أداة مثالية لمختبرات البحث / الاختبار لفحص التآكل في مختلف الظروف الترايبولوجية.

تم فحص حالة سطح العينات بواسطة جهاز القياس البصري غير المتصل بـ Nanovea. يوضح الشكل 5 الشكل المورفولوجي السطحي للحلقات بعد اختبارات التآكل. تتم إزالة شكل الأسطوانة لتقديم أفضل مظهر وخشونة السطح الناتجة عن عملية التآكل المنزلق. حدث تخشين السطح بشكل كبير بسبب عملية الكشط ثلاثية الأجسام أثناء اختبار التآكل الجاف لـ 200 دورة. تظهر الكتلة والحلقة بعد اختبار التآكل الجاف خشونة Ra تبلغ 14.1 و 18.1 ميكرومتر ، على التوالي ، مقارنة بـ 5.7 و 9.1 ميكرومتر على المدى الطويل 500000 - اختبار التآكل المشحم بالثورة بسرعة أعلى. يوضح هذا الاختبار أهمية التشحيم المناسب لتلامس أسطوانة حلقة المكبس. يؤدي التآكل الشديد إلى إتلاف سطح التلامس بسرعة دون تزييت ويؤدي إلى تدهور لا رجعة فيه في جودة الخدمة وحتى كسر المحرك.

خاتمة

نعرض في هذه الدراسة كيفية استخدام مقياس Tribometer الخاص بـ Nanovea لتقييم سلوك التآكل المنزلق للزوجين المعدنيين الفولاذيين باستخدام وحدة Block-on-Ring التي تتبع معيار ASTM G77. يلعب زيت التشحيم دورًا حاسمًا في خصائص التآكل لزوج المواد. يقلل الزيت المعدني من معدل تآكل كتلة H-30 بعامل ~8×10ˆ وCOF بمقدار ~90 مرة. إن تعدد استخدامات مقياس Tribometer الخاص بـ Nanovea يجعله أداة مثالية لقياس سلوك التآكل في ظل ظروف التشحيم المختلفة ودرجات الحرارة المرتفعة وظروف التآكل الثلاثي.

يقدم مقياس Tribometer من Nanovea اختبارًا دقيقًا ومتكررًا للتآكل والاحتكاك باستخدام الأوضاع الدورانية والخطية المتوافقة مع ISO وASTM، مع وحدات اختيارية للتآكل والتشحيم والتآكل الثلاثي عند درجة الحرارة العالية متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. يعد نطاق Nanovea الذي لا مثيل له حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الاحتكاكية للطبقات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة.