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【24h】

Fe-Cr-Ni系合金に形成された境界潤滑被膜のXPSによる解析: 被膜形成に及ぼすCr,Ni元素の影響

机译：Fe-Cr-Ni系合金上边界润滑膜的XPS分析：Cr和Ni元素对膜形成的影响

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代表的な硫黄系潤滑油添加剤ポリサルフアイドを用いて各種Fe-Cr-Ni系合金鋼の摩擦試験を行い,表面に形成された境界潤滑被膜の組成および膜厚をXPSで定量的に解析し，合金成分が境界潤滑被膜の組成および膜厚に及ぼす影響を検討した.の結果，摩擦面には数nmの境界潤滑被膜が形成され，非摩擦面に比べ若干厚く，その組成は，Fe系鋼材ではFe系硫化物，高合金鋼ではNi系硫化物であることが判明した.さらに，境界潤滑被膜の下層には，炭素鋼(C/S材)や18Cr8Niステンレス鋼(S/S材)ではFe系酸化物層が，25Cr35Ni 高合金鋼(H/A材)や16Cr73Niニッケル基合金(Ni/A材)ではそれぞれの合金元素量に応じてCr系酸化物，Ni系酸化物(水酸化物)が認められた.また，Ni系硫化物はFe系に比べ被膜の硬度が低く，境界潤滑被膜としての膜強度が低いため，高い摩擦係数を示した.%In order to elucidate the action mechanism of environmentally benign lubricant additives on Fe-Cr-Ni alloys, tribological tests using a sulfur-containing extreme pressure additive (polysulfide) and various compositions of Fe-Cr-Ni alloy materials under boundary lubrication regime were carried out, and then their surfaces were analyzed quantitatively by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results exhibited that a boundary lubrication film comprising of iron sulfide (FeS or FeS_2) was formed on the materials containing low Cr or Ni, whereas that of nickel sulfide (mainly NiS) was formed on the materials containing high Cr or Ni. A relatively thick oxide layer was detected beneath the boundary Lubrication film, which indicates that oxidation most likely due to dissolved oxygen in the lubricant also occurs in conjunction with sulfuring under the boundary lubrication condition. Nickel sulfide showed lower hardness compared to iron sulfide, which may be the main cause of the high friction and adhesion during the friction test in the case of high Cr or Ni alloy.
机译：使用多硫化物（一种典型的硫基润滑油添加剂）对各种Fe-Cr-Ni合金钢进行了摩擦试验，并通过XPS定量分析了表面形成的边界润滑膜的组成和膜厚。研究了合金成分对边界润滑膜组成和膜厚的影响，结果在摩擦面上形成了几纳米的边界润滑膜，其厚度比非摩擦表面稍厚。发现是Fe基硫化物，高合金钢是Ni基硫化物，边界润滑膜的下层是碳钢（C / S材料）和18Cr8Ni不锈钢（S / S材料）。在Fe基氧化物层中，取决于每种合金元素的含量，25Cr35Ni高合金钢（H / A材料）和16Cr73Ni镍基合金（Ni / A材料）具有Cr基氧化物和Ni基氧化物（氢氧化物）。另外，Ni基硫化物具有比Fe基涂层低的硬度，并且作为边界润滑涂层具有较低的膜强度，因此具有较高的摩擦系数。 Fe-Cr-Ni合金上的环境友好型润滑剂添加剂，使用含硫极压添加剂（多硫化物）和Fe-Cr-Ni合金材料在边界润滑下的各种组成的摩擦学测试，然后对其表面进行分析结果表明，在低Cr或Ni的材料上形成了由硫化铁（FeS或FeS_2）组成的边界润滑膜，吸引了硫化镍（主要为NiS）的润滑膜。成立o在含高Cr或Ni的材料中，在边界润滑膜下发现了一个相对较厚的氧化层，这表明在边界润滑条件下，最有可能由于润滑剂中溶解氧引起的氧化也伴随着硫化而发生。与硫化铁相比，硬度较低，这可能是在高Cr或Ni合金的情况下进行摩擦测试时产生高摩擦和粘附的主要原因。

著录项

  • 来源
    《トライボロジスト》 |2014年第10期|636-647|共12页
  • 作者

    松本　圭司; 宮島　慎; 來村　和潔;

  • 作者单位

    新日鐵住金(株)　先端技術研究所　(〒660-0891　兵庫県尼崎巿扶桑町1-8);

    新日鐵住金(株)　先端技術研究所　(〒660-0891　兵庫県尼崎巿扶桑町1-8);

    新日鐵住金(株)　先端技術研究所　(〒660-0891　兵庫県尼崎巿扶桑町1-8);

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