ICS 75.100 SH E 34 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T 0987—2019 高频线性振动（SRV）标准试验件 磨损体积测定法 Standard practice for determining the wear volume on standard test pieces used by high-frequency, linear-oscillation ( SRV) test machine 2019-06-04 发布 2019-10-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0987—2019 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用美国试验与材料学会标准ASTMD7755-11（2017）《高频线性振 动（SRV）标准试验件磨损体积的测定方法》。 为了更适合我国国情，本标准在采用ASTMD7755-11（2017）时进行了修改。本标准与ASTM D7755-11（2017）的主要技术性差异如下： 将部分引用标准改为我国相应的国家标准和行业标准； 增加了光学轮廓仪及操作步骤； 将清洗溶剂改为符合GB/T15894—2008中沸程为90℃~120℃的石油醚； 一完善了试验步骤中的内容，包括增加了显微镜的使用以及各参数的测量方法； 增加了方法测定精密度，并修改了偏差的表述。 本标准由中国石油化工集团有限公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280/ SC1）归口。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院。 本标准参加起草单位：清华大学、北京理工大学、中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究 开发中心、中国科学院兰州化学物理研究所。 本标准主要起草人：杨鹤、薛颖、郝丽春、宋海清、秦力、王文中、李小刚、王云霞。 本标准为首次发布。 NB/SH/T 0987—2019 高频线性振动（SRV）标准试验件磨损体积测定法 警告：本标准涉及某些有危险的材料、操作及设备，但并未对所有的安全问题提出建议。因此， 用户在使用本标准前应建立适当的安全防护措施，并确定相关规章限制的适用性。 1范围 本标准规定了采用探针式轮廓仪或光学轮廓仪，测定高频线性振动（SRV）试验机的试验件在摩 擦试验后试验球磨斑和试验盘磨痕的磨损体积的方法。 本标准适用于高频线性振动（SRV）标准试验件磨损体积的测定。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T15894—2008化学试剂石油醚 GB/T17754—2012摩擦学术语 NB/SH/T0721 润滑脂摩擦磨损性能的测定高频线性振动试验机（SRV）法 NB/SH/T0847 极压润滑油摩擦磨损性能的测定SRV试验机法 NB/SH/T0920 高赫兹接触压力下润滑脂抗微动磨损能力的测定 高频线性振动试验机法 3·术语和定义、缩略语 下列术语和定义、缩略语适用于本文件。 3.1术语和定义 3. 1.1 赫兹接触面积Hertziancontactarea 按赫兹弹性变形方程计算两个非共形接触固体在负荷作用下的表观接触面积。 3. 1. 2 赫兹接触压力Hertziancontactpressure 在赫兹接触面积上任何指定位置上的压力值，由赫兹弹性变形方程式计算。赫兹接触压力可按接 触中心的最大值P.x也可按总接触面积的平均值Paxen.来计算和报告。 3.1. 3 咬死seizure 在摩擦表面产生粘着或材料转移，使相对运动停止或断续停止的严重磨损。 [GB/T17754—2012，定义5.37条] 注：咬死通常表现为摩擦系数、磨损、非正常噪声和振动的急剧增加。本标准中，摩擦系数在记录表上显示为比稳 态值急剧增加。 1 NB/SH/T0987—2019 3. 1. 4 磨损wear 由于摩擦造成表面的变形、损伤或表层材料逐渐流失的现象和过程。 [GB/T17754—2012，定义2.3条] 3. 1.5 面磨损W。planimetricwear 试验结束后，在试验盘磨损痕迹中间位置垂直于滑动方向的磨损，可以理解为试验盘磨损痕迹的 横截面积。 3.1.6 磨损体积W，wearvolume 试验结束后试验球或试验盘体积的不可逆材料损失 3.2缩略语 SRV（德文） Schwingung（往复运动），Reibung（摩擦），VerschleiB（磨损）。 4方法概要 4.1本标准适用于不同的高频线性振动试验方法中用到的SRV试验机的试验件，即试验球在试验盘上 振动的体系。 4.2如图1所示，具有相同的磨 验球并不表示具有相同的材料磨损，不同体积的材料损失 量可能恰恰对应的是相同的磨斑直径 注：在理想的状态下，通常润滑油充分保护表面不被磨损，磨斑直径仅有明显可见的化学磨损，此时球表面发生了 弹性变形，磨斑直径相 目当于最初的赫兹接触直径。采用试验球直径为10mm，弹性指数对应AISI52100钢 （100Cr6H）并且载荷为200N时，最初的赫兹接触直径通过计算为0.374mm，载荷为300N时赫兹接触直径 为0.428mm。当试验结束卸载后，弹 单性变形消失，初始形状恢复，表明没有产生材料磨损，但有一个明显的 磨斑，需要报告其磨斑直径，但是通过 过探针式轮廓仪检测不出或有很少、轻微的磨损。 d,一试验球平行于滑动方向的磨斑直径； d,一试验球垂直于滑动方向的磨斑直径； R。一初始球半径； R,一试验后磨斑曲率半径，R比R,小； 磨损体积见图中深蓝色部分。 图1磨斑直径相同而磨损体积不同的试验球 4.3试验球磨斑直径通过显微镜测量。试验盘上磨痕可以用探针式轮廓仪或光学轮廓仪在磨痕的中央 部位进行测定（见图2），测定的轨迹垂直于滑动方向。 4.3.1磨损体积（W，球和W盘）可以根据轮廓仪得到的数据通过公式计算，并假定试验件是一个理 想的形状。 注：一般来说，磨损体积是通过在不同磨痕长度上积分多个横截面积计算得到的。本标准中的磨损体积是根据磨痕 2 NB/SH/T0987—2019 中间的横截面积（即面磨损）计算得到。 4.3.2试验盘的面磨损W。.盘是由轮廊仪测得的二维轮廓曲线得到的。 dy B d。一试验盘磨痕宽度； s一线性往复试验中设定的冲程。 图2试验盘磨痕的组成示意图 5方法应用 5.1磨损体积的测定已成为摩擦学测试的 一个重要部分， 它比磨斑直径更有区分性。探针轮廓仪是常 见的用以测定最真实形貌的仪器，而光学轮廓仪也有很多实验室使用，所以本标准同时对两种仪器都 进行了考察和应用。本标准的使用者应确定其结果与现场性能或其它应用是否相关联。 5.2采用标准NB/SH/T0721、NB/SH/T0847和NB/SH/T0920进行SRV 试验后的试验球和试验盘均 可采用本标准测定磨损体积 5.3对于表面无法进行光反射以及其它表面形貌复杂的特殊样品，光学轮廓仪可能无法反映试验球和 试验盘磨损的不可逆材料损失情况，可采用探针轮廓仪进行测定。 6仪器 6.1显微镜：应配有微米级可精确至0.005mm的测微计，要有足够的放大倍数，如1~10倍。 6.2探针式轮廓仪：仪器包括花岗岩底板、立柱、横向导轨、可以无轨提取的测量头及测量软件。探 针针尖的半径为2μm，可变角度为60° 可变方向（探针位置）角度为90°。横向导轨的精度至少为 0.1 μm。 6.3光学轮廓仪：包括减震台、立柱、 样品台及测量软件。光源为白光或绿光，具有不同放大倍数的 物镜和目镜，放大倍数应不低于10倍， 能够测定样品表面形貌等信息。 7 试剂与材料 清洗溶剂：符合GB/T 15894—2008中沸程为90% ~120℃的石油醚， 分析纯。 警告：易燃，有害健康。 8仪器的准备 8.1大多数SRV的试验方法均采用试验球在试验盘上滑动，试验后在试验球上会产生磨斑，在试验盘 上会产生磨痕，如图3所示。 NB/SH/T0987—2019 图3试验球的磨斑和试验盘的磨痕 9试验步骤 9.1试验件的清洗 用试验纸巾蘸取清洗溶剂擦拭试验球和试验盘的表面，重复擦拭直至试验纸巾上没有黑色残留物。 将试验件浸于盛有清洗溶剂的烧杯中，进行10min的超声清洗，然后用干净的试验纸巾擦干确保表面 没有条纹等污渍。 9.2显微镜 用显微镜分别测定试验球上平行于滑动方向的磨斑直径d，和垂直于滑动方向的磨斑直径d2 9.3探针式轮廓仪 9.3.1试验件上的磨斑和磨痕应无明显的咬死迹象。 9.3.2测量长度应离磨痕每一侧边缘至少0.500mm以确定表面形貌的测量基线。测量速度可以采用 0.15 mm/s。 9.3.3根据屏幕上显示的轮廓曲线，手动设置磨痕左边和右边的条形光标以确定边界，手动设置水平 光标以确定表面形貌基线（参见附录A中图A.1），用软件可拟合计算出面磨损面积，并量取磨痕滑动 方向的总长度d,和磨痕宽度d4。 9.4光学轮廓仪 采用光学轮廓仪的白光或绿光光源在一定物镜倍数下，对样品表面进行扫描，得到完整的试验盘 磨痕的表面形貌信息。对于得到的表面形貌图像，用光标量取如图4所示的轮廓曲线，由软件得到相 应的面磨损面积，并量取磨痕滑动方向的总长度d，和磨痕宽度d。 10磨损体积的计算 10.1式（1）~式（4）中用到的变量如图2和图4所示。 NB/SH/T0987—2019 0.00.51.01. 轮廊曲线 2 4 0.0 盘 球 图4用于计算试验球和试验盘磨损体积的变量示意图 10.2试验球的磨损体积W