(高清版)GBT 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

ICS29.050GB/T40398.1—2021炭-炭复合炭素材料试验方法国家标准化管理委员会IGB/T40398.1—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T40398《炭-炭复合炭素材料试验方法》的第1部分。GB/T40398已经发布了以下——第2部分：弯曲性能试验。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。技有限公司、冶金工业信息标准研究院。薛宁娟。GB/T40398.1—2021均是影响材料各项性能测试的因素，确定其各项性能指标的检测方法标准，有助于更科技术支撑。GB/T40398《炭-炭复合炭素材料试验方法》旨在确定炭-炭复合炭素材料各项性能指标试——第1部分：摩擦磨损性能试验。目的在于确定实验室条件下，炭-炭复合炭素材料的摩擦磨损性能的测定方法。——第2部分：弯曲性能试验。目的在于室温条件下测定三维穿刺炭-炭复合炭素材料和准三维针1GB/T40398.1—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1范围计算和试验报告。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/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T33501—2017碳/碳复合材料拉伸性能试验方法3术语和定义GB/T33501—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。炭纤维增强炭基的复合材料。面积能载theratioofenergytoarea摩擦副单位面积上所承载的能量。质量能载theratioofenergytomass摩擦副单位质量上所承载的能量。线性磨损linearwear摩擦副在试验前后平均厚度差与试验次数的比值。质量磨损masswear摩擦副在试验前后质量差与试验次数的比值。比压interfacepressure接触表面上的垂直压力与宏观接触面积的比值。2GB/T40398.1—20214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±1%;试验配置惯量误差不应大于0.01kg·m²。6试样炭-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。3GB/T40398.1—2021标引序号说明：单位为毫米单位为毫米试样类型形状试样尺寸外径内径厚度炭-炭复合炭素材料圆环状根据实际工况与模拟实验质量能载相等原则确定试样制备应遵循如下原则：6.3试样数量摩擦磨损有效试样为1对。实验室环境应满足仪器正常测试要求。4GB/T40398.1—20218试验步骤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%。试验条件单位数值转速(n)转动惯量(J)根据实际工况线速度、面积能载与实验室小样线速度、面积能载相等原则确定比压(P)MPa试验次数次行称重。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。试验方式试验条件单位数值动摩擦试验转速(n)根据实际工况线速度与实验室小样线速度相等原则确定转动惯量(J)根据实际工况线速度、面积能载与实验室小样线速度、面积能载相等原则确定比压(P)MPa模拟实际刹车比压试验次数次静摩擦试验转速(n)3～5(非常缓慢)比压(P)MPa模拟实际刹车比压试验次数次5GB/T40398.1—20218.3.2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。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。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。9.1摩擦系数 (1) (2)式中：M,——摩擦力矩，单位为牛顿·米(N·m);S——摩擦面积，单位为平方毫米(mm²);R--—试样平均半径，单位为米(m)。d——试样摩擦面的内径，单位为米(m)。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：式中：f;——每次试验摩擦系数；n——试验次数。6GB/T40398.1—20219.3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：式中：l——摩擦试验前动环或静环平均厚度，单位为毫米(mm);l₂——摩擦试验后动环或静环平均厚度，单位为毫米(mm)。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： (5)式中：△m——动环或静环质量磨损，单位为毫克每次(mg/次);m₁——摩擦试验前动环或静环重量，单位为克(g);m₂———摩擦试验后动环或静环重量