GB/T 12444-2006 金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验
译制单位：管道助手
中华人民共和国国 家标准
金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验
Metallic materials - Wear test method - Block-on-ring sliding wear test
GB/T 12444-2006
代替 GB/T 12444.2-1990
发布公告
中华人民共和国国 家质量监督检验检疫总局、中国国 家标准化管理委员会公告
现批准《金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验》为国 家标准，编号为GB/T 12444-2006，自2007年02月01日起实施。原《金属磨损试验方法 环块型磨损试验》GB/T 12444.2-1990同时废止。
本标准由中国钢铁工业协会提出，由全国钢标准化技术委员会归口，由钢铁研究总院负责具体技术内容的解释。
中华人民共和国国 家质量监督检验检疫总局
中国国 家标准化管理委员会
2006年11月01日
前 言
本标准按照GB/T 1.1-2000《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》给出的规则起草。
本标准与ASTM G77-98《材料的试环-试块滑动磨损试验》的一致性程度为非等效，主要技术内容与ASTM G77-98相同。
本标准代替GB/T 12444.2-1990《金属磨损试验方法 环块型磨损试验》，与旧版相比主要技术内容变化如下：
1. 第3章试验原理中增加了计算摩擦系数的说明；
2. 第5章增加了试验装置示意图；
3. 第6.3条中增加了试块的定位规定；
4. 第6.5条中增加了对润滑磨损的试验条件规定；
5. 对第7.2条磨痕宽度允许差规定做了修改；
6. 第7.3条增加了用磨痕宽度计算试块磨痕体积的示意图；
7. 增加了第9章试验结果准确度说明；
8. 对附录A进行了修改。
本标准起草单位：钢铁研究总院、济南试金集团有限公司、冶金工业信息标准研究院
本标准主要起草人：李久林、高怡斐、陈召宝、董莉
本标准所代替标准的历次版本发布情况：GB/T 12444.2-1990
1 范 围
1.0.1
本标准规定了金属材料试环-试块滑动磨损试验的术语和定义、试验原理、试样、试验设备及仪器、试验方法、试验结果处理、试验结果准确度及试验报告。
1.0.2
本标准适用于在滑动摩擦条件下，测定金属材料的耐磨性能；可进行干摩擦磨损试验和润滑摩擦磨损试验。
1.0.3
本标准不适用于滚动磨损、冲击磨损及其他特殊磨损形式的试验。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最 新版本。凡是不注日期的引用文件，其最 新版本适用于本标准。
1. GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法
2. GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法
3. GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法
4. GB/T 10610 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 评定表面结构的规则和方法
3 术语和定义
3.0.1 滑动磨损 sliding wear
两个相互接触的表面发生相对滑动时，由于机械作用和化学作用导致材料表面逐渐损失的现象。
3.0.2 试环 test ring
安装在试验机主轴上，随主轴旋转的环形试样。
3.0.3 试块 test block
安装在试验机夹具上，与试环接触并承受法向载荷的块状试样。
3.0.4 磨痕宽度 wear scar width
试块与试环接触摩擦后，在试块表面形成的磨损痕迹的宽度。
3.0.5 磨损体积 wear volume
试验过程中，试样表面损失的材料体积。
4 试验原理
将一定形状和尺寸的试块以规定的法向载荷压在旋转的试环表面上，使两者之间产生相对滑动摩擦。经过规定的试验时间或转数后，测量试块的磨痕宽度或质量损失，计算磨损体积和磨损率，评定材料的耐磨性能。
试验过程中可同时测量摩擦力，计算摩擦系数：
式中：
μ——摩擦系数；
F——摩擦力(N)；
F——法向载荷(N)。
5 试 样
5.1 试样形状与尺寸
5.1.1 试环
试环外径为40mm，内径为16mm，宽度为10mm；表面粗糙度Ra≤0.8μm，硬度应符合试验要求。
5.1.2 试块
试块尺寸为12mm×12mm×19mm；摩擦面为12mm×12mm，表面粗糙度Ra≤0.8μm，硬度应符合试验要求。
5.2 试样制备
1. 试样应采用机械加工方法制备，加工过程中不得产生过热、变形或表面损伤；
2. 试样表面不得有裂纹、气孔、夹渣、划痕等缺陷；
3. 每批试验应至少制备3个平行试样。
5.3 试样预处理
试验前，试样应先用三氯乙烷或丙酮清洗，去除表面油污和杂质；然后在60℃±5℃的烘箱中烘干2h，冷却至室温后放入干燥器中备用。
6 试验设备及仪器
6.1 试验机
试验机应能提供稳定的法向载荷和旋转速度，能准确记录试验转数和摩擦力；试验机主轴径向跳动不大于0.02mm，轴向窜动不大于0.01mm。
6.2 测量仪器
1. 硬度计：洛氏硬度计或维氏硬度计，精度符合GB/T 230.1或GB/T 4340.1的规定；
2. 表面粗糙度仪：精度符合GB/T 10610的规定；
3. 千分尺：分度值不大于0.01mm，用于测量磨痕宽度；
4. 分析天平：分度值不大于0.1mg，用于称量试样质量。
7 试验方法
7.1 试验环境
试验应在温度10℃～35℃、相对湿度45%～75%的环境中进行；对温度有严格要求的试验，应控制在23℃±5℃。试验环境应无振动、无腐蚀性气体和无粉尘。
7.2 试验参数
试验参数应根据试验目的和材料特性确定，推荐采用以下参数：
试验参数 | 推荐值 | 允许偏差 |
法向载荷(N) | 196、294、490 | ±1% |
试环转速(r/min) | 200、400 | ±1% |
试验转数(r) | 10000、20000 | ±1% |
7.3 试验步骤
1. 将试环和试块牢固安装在试验机的主轴及夹具上，试块应处于试环中心，试块边缘与试环边缘平行；
2. 启动试验机，使试环逐渐达到规定转速，平稳施加法向载荷至规定值；
3. 干摩擦试验时，试验过程中不得添加任何润滑剂；润滑摩擦试验时，应在试验前将润滑剂均匀涂抹在试环表面，试验过程中保持润滑状态；
4. 试验过程中记录摩擦力和试验转数；
5. 达到规定试验转数后，停止试验机，卸除载荷，取下试样；
6. 用清洗液清洗试样，烘干后测量磨痕宽度或称量试样质量。
8 试验结果处理
8.1 磨痕宽度测量
用千分尺在试块磨痕的三个不同位置测量宽度，取平均值作为磨痕宽度；同一试样三次测量值的相对偏差不大于5%。
8.2 磨损体积计算
根据磨痕宽度计算试块磨损体积，计算公式如下：
式中：
V——磨损体积(mm³)；
b——磨痕宽度(mm)；
R——试环半径(mm)。
8.3 磨损率计算
磨损率按下式计算：
式中：
W——磨损率(mm³/m)；
V——磨损体积(mm³)；
L——滑动距离(m)。
8.4 结果表示
取3个平行试样试验结果的算术平均值作为最终结果，保留三位有效数字。
9 试验结果准确度
在本标准规定的试验条件下，同一试验室同一材料的平行试验结果相对偏差不大于15%；不同试验室同一材料的试验结果相对偏差不大于30%。
10 试验报告
试验报告应包括以下内容：
1. 本标准编号；
2. 试样的名称、牌号、规格、热处理状态及硬度；
3. 试环的材料、硬度及表面粗糙度；
4. 试验参数：法向载荷、试环转速、试验转数、滑动距离；
5. 试验环境：温度、相对湿度；
6. 试验类型：干摩擦或润滑摩擦，润滑剂的种类和牌号；
7. 单个试样的磨痕宽度、磨损体积、磨损率及摩擦系数；
8. 试验结果的平均值；
9. 试验过程中出现的异常现象；
10. 试验日期、试验人员及审核人员签字。
附录A（规范性附录） 磨痕宽度与磨损体积对照表
本附录给出了试环半径R=20mm时，不同磨痕宽度对应的磨损体积数值，可直接查表使用，无需计算。
磨痕宽度(mm) | 磨损体积(mm³) | 磨痕宽度(mm) | 磨损体积(mm³) |
1.00 | 0.021 | 3.00 | 0.563 |
1.50 | 0.070 | 3.50 | 0.893 |
2.00 | 0.167 | 4.00 | 1.333 |
2.50 | 0.326 | 4.50 | 1.898 |
条文说明
1 总则条文说明
本标准是金属材料滑动磨损试验的基础方法标准，适用于各类金属材料耐磨性能的对比测试和质量检验。试环-试块结构简单、操作方便、数据重复性好，是国内外应用最广泛的磨损试验方法之一。
5 试样条文说明
统一试样形状和尺寸是保证试验结果可比性的关键。本标准规定的试环和试块尺寸是经过长期实践验证的最 优尺寸，既能满足试验要求，又便于加工和测量。
7 试验方法条文说明
试验环境对磨损结果影响较大，因此严格控制温度、湿度和清洁度。干摩擦试验时，试样表面不得有任何油污；润滑摩擦试验时，应保证润滑剂均匀分布，避免局部干磨。
8 结果处理条文说明
磨痕宽度测量是计算磨损体积的基础，要求在三个不同位置测量取平均值，以减少测量误差。磨损率是评定材料耐磨性能的核心指标，以单位滑动距离的磨损体积表示。