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材料磨损过程中产生的电位变化行为初探 2
摘 要：分别对调质、淬火状态的45钢、水韧处理及铸态的高锰钢进行了试验。结果表明
与摩擦和材料表面塑性流变对应的低应力环境中试样电位随摩擦线速度增加而平稳上升
，电位高低与材料组织、状态有关，而在与凿削和撕裂对应的高应力环境中该电位则呈
锯齿状起伏。对此进行了理论解释。由此提出了一种动态研究磨损过程及机理的新方法
。
关键词：磨损；表面电位；磨损试验
0 前 言
磨损是钢铁材料失效最主要的方式之一，世界各国都为材料磨损研究倾注了大量人力物
力，磨损试验方法则是影响新型耐磨材料研制及磨损机理研究的重要因素。迄今为止，
人们针对不同的磨损过程设计了各种不同的磨损试验方法，然而归纳起来都是通过测量
摩擦负荷作用下，材料长度、面积、体积或质量的变化来反映材料的磨损量［1］。这些
方法都存在一个共同的不足，即只能通过材料磨损前后的状态（初态和终态）来描述材
料的磨损情况，而不能动态反映材料在磨损过程中的状态变化行为。由于材料在摩擦磨
损过程中其电位将发生改变，并且随材料组织状态不同、磨料粒度不同、摩擦过程中的
载荷不同、以及摩擦件之间的相对运动速度不同，材料上的电位都会产生相应的变化。
因而通过采集材料磨损过程中的电位变化信息，则可能动态地描述材料的磨损过程，为
磨损过程的研究提供一种更直接的手段。本文研究表明磨损过程中，试样上电位变化与
材料的组织状况、磨料粒度、摩擦速度等因素有较强的关联性，能动态反映出材料被磨
损时表面状态的变化。
1 试验方法及结果
分别选择调质和淬火态的45钢、铸态及经水韧处理的高锰钢为试验材料，试样尺寸Φ10×
20，磨损试验在ML－10型磨损试验机上进行。试样上加载的砝码重量为500g，对磨材料
分别选择32号、100号氧化铝砂布及320号、500号绿色碳化硅砂纸，试验中每次更换试样
都相应地
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