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A low-to-high friction transition in gradient nano-grained cu and cu–ag alloys

Friction 2021年第6期9卷 1558-1567页

作者： Xiang CHEN Zhong HAN Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China Nano and Heterogeneous Materials Center School of Materials Science and EngineeringNanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China

A unique low-to-high friction transition is observed during unlubricated sliding in metals with a gradient nano-grained(GNG)surface *** persisting in the low-friction state(0.2–0.4)for tens of thousands of cycles,the coefficients of friction in the GNG copper(cu)and copper-silver(cu–5ag)alloy start to increase,eventually reaching a high level(0.6–0.8).By monitoring the worn surface morphology evolution,wear-induced damage accumulation,and worn subsurface structure evolution during sliding,we found that the low-to-high friction transition is strongly correlated with distinct microstructural instabilities induced by vertical plastic deformation and wear-off of the stable nanograins in the subsurface layer.A very low wear loss of the GNG samples was achieved compared with the coarse-grained sample,especially during the low friction *** results suggest that it is possible to postpone the initiation of low-to-high friction transitions and enhance the wear resistance in GNG metals by increasing the GNG structural stability against grain coarsening under high loading.

关键词： gradient nano-grained metals cu and cu–ag alloy low-to-high friction transition subsurface plastic deformation wear

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