Ti-6Al-4V合金在模拟空间环境下的摩擦学性能

郭纯^1,2，陈建敏²，周健松²，姚润钢¹，张世堂³，王凌倩²，俞友军²

1. 中国船舶重工集团公司第七二五研究所2. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室3. 中国人民解放军92117部队

摘 要：为了明确Ti-6Al-4V合金在空间环境下的摩擦磨损失效行为,本文利用中科院兰州化学物理研究所自主研发的空间摩擦学试验系统对Ti-6Al-4V在三种模拟空间环境（高真空、原子氧和紫外辐照）下的摩擦磨损性能进行了系统的研究。采用SEM和EDS对磨损后Ti-6Al-4V和对偶GCr15钢球的形貌和元素面分布进行了分析,揭示了Ti-6Al-4V在模拟空间环境下摩擦磨损失效机理。用XPS分析Ti-6Al-4V在原子氧辐照后表面元素价态的变化。结果表明:Ti-6Al-4V在大气条件下的摩擦磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;在高真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理为较严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形;相比于大气条件下,Ti-6Al-4V在高真空、原子氧和紫外辐照条件下的粘着磨损加剧,摩擦因数增加;Ti-6Al-4V在原子氧辐照后表面发生了氧化。

关键词：钛合金;空间;摩擦学性能;