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| 标准编号 | GB/T 40398.1-2021 (GB/T40398.1-2021) | | 中文名称 | 炭-炭复合炭素材料试验方法 第1部分：摩擦磨损性能试验 | | 英文名称 | Test method for C-C composites -- Part 1: Friction and wear property | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Q50 | | 国际标准分类 | 29.050 | | 字数估计 | 10,133 | | 发布日期 | 2021-08-20 | | 实施日期 | 2022-03-01 | | 起草单位 | 中南大学、湖南博云新材料股份有限公司、安徽弘昌新材料有限公司、西安超码科技有限公司、冶金工业信息标准研究院 | | 归口单位 | 全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183) | | 提出机构 | 中国钢铁工业协会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 40398.1-2021
炭-炭复合炭素材料试验方法 第1部分：摩擦磨损性能试验
Test method for C-C composites -- Part 1: Friction and wear property
1 范围
本文件规定了炭-炭复合炭素材料摩擦磨损性能试验的原理、试验设备、试样、试验环境、试验步骤、计算和试验报告。
本文件适用于实验室条件下炭-炭复合炭素材料的摩擦磨损性能的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则
GB/T 33501-2017 碳/碳复合材料拉伸性能试验方法
3 术语和定义
GB/T 33501-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
炭-炭复合炭素材料
炭纤维增强炭基的复合材料。
3.2
面积能载
摩擦副单位面积上所承载的能量。
3.3
质量能载
摩擦副单位质量上所承载的能量。
3.6
线性磨损
摩擦副在试验前后平均厚度差与试验次数的比值。
4 原理
本方法模拟了材料实际工况下面积能载与质量能载,即将炭-炭摩擦副随同摩擦试验机的既定惯量
加速到规定速度后,立即对摩擦副施加轴向载荷,进行惯性制动,直至完全停止。在刹车过程中对试验
各参数进行数据采集,以测定炭-炭复合炭素材料的摩擦磨损性能。
5 试验设备
5.1 试验机
试验机采用摩擦热冲击的试验方法,在模拟实际工况条件下进行炭-炭复合炭素材料实验室小样缩
比的动态模拟测试,可满足刹车压力、速度、时间、制动力矩、摩擦系数、刹车功率和吸收能量等参数的自动采集、处理及结果输出功能。其中,试验机速度控制误差、压力控制误差、扭矩控制误差为全量程的±1%;试验配置惯量误差不应大于0.01kg·m2。
5.2 测量设备
5.2.1 千分尺
测量精度为0.01mm。
6 试样
6.1 试样形状与尺寸
炭-炭复合炭素材料动静盘摩擦磨损试样为圆环状,试样形状和尺寸分别见图1和表1。
6.2 试样制备
试样制备应遵循如下原则:
a) 样坯从制品上切取后,应及时做好动环,静环及对应摩擦面标记;
b) 加工后的试样应进行外观目视检查,不应有纤维剥落、孔洞、掉边掉角等瑕疵。
6.3 试样数量
摩擦磨损有效试样为1对。
7 试验环境
实验室环境应满足仪器正常测试要求。
8 试验步骤
8.1 试验前准备
8.1.1 对摩擦副进行外观检查,以确保无崩块、剥落等现象,并对摩擦副的动环、静环进行编号。
8.1.2 检查试验机的气压系统,并进行扭矩零点的调试。
8.2 磨合试验
8.2.1 将摩擦副装配在试验机上。
8.2.2 启动试验机,按表2试验参数进行磨合试验。磨合试验后使摩擦副摩擦面相互贴合面积应至少
达80%。
8.2.3 磨合完成后,沿试样圆周均布的三个标记点测量其厚度,取三次测量的算术平均值;并对试样进
行称重。
8.3 摩擦试验
8.3.1 试验参数
根据试验目的,进行动摩擦试验或静摩擦试验。相关参数见表3。
8.3.2 动摩擦试验
炭-炭复合动摩擦试验按表3规定的试验条件进行。每次试验记录刹车速度、力矩、比压、动摩擦系
数等参数和试验曲线,对试验过程中火花、啸叫、崩块等重要的现象做相应记录。
注:动摩擦系数是指动摩擦力与法向作用力(正压力)的比值。
每次动摩擦试验后应将表面冷却至50℃以下方可进行下一次试验。
8.3.3 静摩擦试验
静摩擦试验按表3规定的试验条件进行。每次试验记录静摩擦力矩、比压、静摩擦系数等参数和试
验曲线。
注:静摩擦系数是指在静摩擦状态下,摩擦副的接触面上所产生的最大摩擦力与法向作用力(正压力)的比值。
常态下静摩擦试验应在试样冷却至50℃以下进行。
8.3.4 试验后测量
按8.2.3的规定对试样厚度进行测量,并称重。
9 计算
9.1 摩擦系数
每次试验摩擦系数按公式(1)计算,其中R 按公式(2)计算,结果保留3位有效数字:
9.2 摩擦系数算术平均值
摩擦系数算术平均值按公式(3)计算:
9.3 线性磨损
动环或静环线性磨损按公式(4)计算,结果保留3位有效数字:
9.4 质量磨损
动环或静环质量磨损按公式(5)计算,结果保留3位有效数字:
9.5 统计
按GB/T 144......
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