轴承钢金属磨损测试 ASTM G 99方法

ASTM G99方法是一种使用销盘装置进行磨损测试的标准测试方法，适用于评估轴承钢等材料在滑动条件下的磨损性能及摩擦系数测定。以下是按照ASTM G99方法进行轴承钢金属磨损测试的详细步骤和要点：

一、测试原理

通过销盘式摩擦试验机，模拟轴承钢在实际使用中的摩擦条件，测量其摩擦系数和磨损量，以评估材料的耐磨性、抗粘附性、抗腐蚀性等性能。

二、测试设备

• 销盘式摩擦试验机：水平旋转盘，配备固定针（球）夹具。

• 测量工具：光学显微镜（用于测量磨损疤痕直径）、电子天平（精度0.1mg，用于测量磨损前后的质量变化）。

三、测试步骤

1. 样品准备：

• 使用标准钢球（如AISI 52100，直径10mm）作为上试样，轴承钢盘（直径40mm）作为下试样。

• 用Freon或无水乙醇清洗样品表面，然后在110°C烘箱中干燥30分钟，存放于干燥器中。

2. 设备校准：

• 确认测试仪的载荷（如10N）、转速（对应滑动速度0.1m/s）及温度（23±1°C）参数。

3. 安装样品：

• 将钢球固定于夹具，盘固定于旋转台，确保接触面垂直。

4. 预加载：

• 施加预定的法向载荷（如10N），启动旋转（滑动距离1km），记录初始摩擦系数。

5. 连续测试：

• 监测磨损疤痕直径与摩擦系数变化，每200m暂停测量。

四、数据处理与分析

1. 磨损体积计算：

• 根据标准G99公式，由磨损疤痕直径计算体积。例如，钢球平均磨损体积可能为198×10⁻³mm³。

2. 摩擦系数分析：

• 取测试全程的平均值作为摩擦系数。例如，钢对钢的摩擦系数可能为0.60±0.11。

3. 重复性要求：

• 同一实验室内磨损直径差异应≤0.19mm（95%置信区间）。

4. 再现性要求：

• 实验室间磨损直径差异应≤0.81mm。

五、注意事项

• 样品选择：选择具有代表性的轴承钢材料进行试验，样品尺寸、形状等应符合试验要求。

• 参数设置：调整试验参数（如转速、载荷）时，应确保试验结果准确，并考虑材料特性、试验目的等因素。

• 数据记录与分析：应详细记录试验数据，包括摩擦系数、磨损量等，并进行深入分析以评估材料性能。