Титановые сплавы широко используются в аэрокосмической, медицинской технике, химическом оборудовании и других областях. Для повышения срока службы и надежности деталей из титановых сплавов необходимо требовать их трибологических свойств. Поэтому большое значение имеет проведение систематических и профессиональных трибологических испытаний материалов и изделий из титановых сплавов. В данной статье кратко представлены объем, предметы, методы и приборы трибологических испытаний титановых сплавов.
Область обнаружения
Испытания на трение титановых сплавов охватывают сырье, полуфабрикаты, готовую продукцию и вспомогательные компоненты в реальных рабочих условиях. В основном оно включает в себя:
· Все марки материалов из титановых сплавов: листы, прутки, проволока, отливки и поковки;
· Заготовки из титановых сплавов с различной обработкой поверхности, такой как оксидирование, азотирование и покрытие);
· Конечная продукция, такая как лопатки авиационных двигателей, искусственные суставы, клапаны химических насосов, крепежные детали и т. д.
Цель испытаний – оценить поведение титановых сплавов на трение и износ в различных средах и условиях сопряжения.
Тестирование предметов
Основные элементы тестирования сосредоточены на двух ключевых показателях: коэффициенте трения и скорости износа. В частности, они включают в себя:
· Измерение коэффициента трения скольжения;
· Расчет объема и скорости износа;
· Анализ морфологии поверхностного износа (например, ширины и глубины царапин).
Кроме того, при необходимости могут выполняться производные проекты: испытание твердости поверхности, испытание прочности сцепления покрытия и оценка трибологических характеристик в конкретных условиях, таких как смазка или в имитированных жидкостях организма.
Методы тестирования
Тестирование в основном основано на национальных и международных стандартах. Общие методы включают в себя:
· Метод испытания шарикового-диска на трение и износ: простая контактная форма, подходящая для проверки материалов и фундаментальных исследований;
· Метод испытания на трение и износ кольцевого-блока: имитирует практические условия работы при контакте с лицом;
· Метод испытания на трение и износ возвратно-поступательного движения: имитирует рабочее состояние движущихся частей.
Испытания проводятся на специальной машине для испытаний на трение и износ с установкой некоторых параметров для имитации реальных условий работы.
Инструменты тестирования
Основным инструментом является машина для испытания на трение и износ. По методу тестирования его можно разделить на:
· Универсальная машина для испытаний на трение и износ;
· Высокотемпературная-машина для испытаний на трение и износ;
· Вакуумная машина для испытания на трение и износ.
· Профилометр поверхности или интерферометр белого света: точно измеряйте трехмерную-морфологию и объем износа после износа;
· Сканирующий электронный микроскоп: наблюдение микроскопической морфологии изношенной поверхности при большом-увеличении и анализ механизма износа;
· Энергетический спектрометр: анализ химического состава изношенной зоны.