巴氏合金SnSb11Cu6蠕变力学性能研究-西北有色金属研究院.PDFVIP

第44 卷 第6 期 稀有金属材料与工程 Vol.44, No.6 2015 年 6 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING June 2015 巴氏合金SnSb11Cu6 蠕变力学性能研究 王建梅，薛亚文，张艳娟，王少伟 (太原科技大学 重型机械教育部工程研究中心, 山西 太原 030024) 摘 要：针对油膜轴承巴氏合金 SnSb11Cu6 工作过程中发生的蠕变，设计了 SnSb11Cu6 蠕变试验方法并对其进行了蠕 变试验，分析了应力、温度、时间、应变和应变率之间的关系，获得了 SnSb11Cu6 的蠕变力学性能，同时基于试验数 据对 4 种蠕变模型进行了对比分析，建立了基于 McVetty 公式和 Dorn 公式的 SnSb11Cu6 蠕变模型，其相对误差仅为 0.97% ，应用ANSYS 对蠕变试件进行了数值模拟，在稳态蠕变阶段模拟值与理论计算值的相对误差仅为 0.77% 。确定 了所建立的蠕变模型用于描述SnSb11Cu6 蠕变特征具有较高的精度，可为油膜轴承巴氏合金 SnSb11Cu6 蠕变寿命的预 测提供理论与试验支持。 关键词：巴氏合金；SnSb11Cu6 ；油膜轴承；蠕变试验；蠕变模型 中图法分类号：TG146 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2015)06- 1432-07 油膜轴承广泛应用于各类板带材轧机和发电机组 [1] 1 SnSb11Cu6 蠕变试验 等大型设备，其中衬套是油膜轴承最薄弱的零件 。衬 套损坏往往是由于巴氏合金失效造成，巴氏合金具有承 1.1 试验设备和试样 受高负荷和耐磨的良好性能，属于低熔点合金，在工作 对于 100 ℃以下的低温蠕变试验，现有蠕变试验 过程中会发生微观的蠕变现象，对油膜的润滑性能、承 机的加热控制精度达不到蠕变试验标准要求。因此， [2] 载能力和轴承寿命会产生不可忽略的负面影响 。 本工作基于电子式万能试验机设计了一套针对巴氏合 国内外学者对金属的蠕变现象作了大量研究，其 金的蠕变试验设备，设备精度满足蠕变试验标准的各 [3] 中，闫焉服 分析了稳态蠕变速率与应力和温度的相 项要求。蠕变试验设备主要包括：WDW-E100D 型微 [4] 关性；柳晖 根据熵守恒定律和能量守恒定律，推导 机控制电子式万能试验机、YYU 系列电阻应变式引 了一种新的蠕变寿命能量模型；J. Cadek[5]研究了材料 伸计、镍铬合金电阻式加热带、TI200 红外测温仪、 蠕变率的控制机制，推导了金属蠕变应力、温度、蠕 加热罩、耐热布等；其中，电子式万能试验机包括机 变率的关系；Robert[6]分析了选择蠕变模型的方法，论 械式加载装置、PC 控制器及终端计算机。蠕变试样如 证了外推数据的可行性和准确性；B. Wilshire[7]研究了 图1 所示。 金属蠕变的试验方法；V. Gaffard [8]对不锈钢的蠕变机 本试验依照GB/T2039-1997 金属拉伸蠕变及试验 [9] [13] 制进行了研究，获得了不锈钢的蠕变特性；Jad Jelwan