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碳化物的尺寸和类型对M50轴承钢摩擦磨损行为的影响

摘要：M50钢由于其优越的性能而被广泛应用于制作航空发动机轴承，航发轴承服役工况复杂，滚动体与套圈间经常经历滚动和滑动混合的摩擦磨损。本文利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机，在油润滑的条件下，对比研究了不同载荷（120N、150N、180N和210N）和不同滑动频率（1HZ、2HZ和4HZ）时，专项M50轴承钢与普通M50轴承钢的滑动摩擦磨损行为。试验后，通过接触式轮廓仪测量磨痕轮廓并计算磨损体积。结果表明：与Si₃N₄陶瓷球对摩时，两种M50轴承钢的摩擦系数随着滑动频率的增加而降低，随着载荷的增加没有显著变化。此外，在低载低频下，两种M50钢的磨损体积相差不大；在高载高频下，专项M50钢磨损体积较小，在滑动磨损工况下展现出更好的耐磨性。利用扫描电子显微镜及能谱仪等对磨痕表面及截面形貌成分等进行了表征，发现：低载低频时，普通M50钢的磨损机制主要是较严重的疲劳磨损、磨粒磨损和表面氧化；专项M50钢的磨损机制则是轻微的疲劳磨损和磨粒磨损；高载高频时，两种钢的磨痕表面均较光滑，但是普通M50钢碳化物剥落的现象较严重；专项M50钢表面碳化物剥落的现象较轻，这可能是其耐磨性较好的原因。

关键词：M50钢；油润滑；滑动磨损；磨损机制