显微组织对4Cr5MoSiV1钢室温和高温耐磨性的影响

采用销盘式高温摩擦磨损试验机,对不同显微组织的4Cr5MoSiV1钢在25℃和400℃下进行了干磨损试验,研究了显微组织对其耐磨性的影响,并探讨了磨损机制。研究结果表明,4Cr5MoSiV1钢在室温下主要为粘着磨损,其耐磨性不仅取决于材料的硬度,还与其断裂抗力有关;400℃时的磨损为氧化磨损,但已超越了Quinn型氧化轻微磨损,其耐磨性取决于材料的硬度、韧性以及热稳定性。室温耐磨组织应具有高的硬度和一定的断裂抗力,而高温耐磨组织应具有高的硬度和热稳定性及一定的韧性。     

扩散退火温度对热浸镀铝钢高温磨损性能的影响

研究了经650、950℃扩散退火5 h后的热浸镀铝钢,在环境温度400℃、不同载荷作用下的磨损行为,并探讨了其磨损机理。结果表明,经650℃扩散退火处理的热浸镀铝钢的镀层主要由脆性相Fe₂Al₅组成;其磨损率随载荷的增大而增大,主要磨损机制为氧化磨损和剥落磨损。经950℃扩散退火处理后的镀层均由韧性相FeAl和Fe₃Al构成;当载荷低于200 N时,其磨损率几乎不随载荷变化,且保持在很低的水平;其优异的耐磨性源于磨面处形成了厚1²μm、含大量Al2O3和Fe2O3及少量W、Mo的氧化物的摩擦氧化层,主要磨损机制为氧化轻微磨损。当载荷增加至250 N时,45钢基体发生热软化,摩擦层不稳定而剥落,基体发生塑性挤出。     

激光重熔对选区激光熔化成形4Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响

目的 优化选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形4Cr5MoSiV1钢的激光重熔工艺,综合提升SLM成形4Cr5MoSiV1钢的力学性能。方法 通过调整SLM成形过程中的激光重熔工艺参数成形4Cr5MoSiV1钢试样,采用扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机和摩擦磨损试验机测试分析试样的表面形貌、显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性。结果 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样表面的飞溅颗粒、杂质颗粒和弧形波纹数量较多,其显微硬度为599HV,抗拉强度为1050.2 MPa,断后伸长率为9.5%,磨损率为1.309´10^?10 kg/(N.m)。4Cr5MoSiV1钢试样经激光重熔后,其冶金质量明显改善,显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性均提高,且各项力学性能间呈正相关关系。冶金质量和细晶强化作用共同决定4Cr5MoSiV1钢试样的力学性能水平,且随激光重熔线能量密度增加,试样的力学性能均表现为先升高后降低的趋势。当激光重熔线能量密度为238 J/m时,试样的力学性能最高,其显微硬度为645HV,抗拉强度为1430.7 MPa,断后伸长率为16.9%,磨损率为0.354×10^?10 kg/(N.m)。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的断裂机理为脆性解理断裂,激光重熔试样的断裂机理为准解理断裂。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样及激光重熔试样的磨损机制均以粘着磨损和氧化磨损为主。结论 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的最优激光重熔线能量密度为238 J/m,经激光重熔后,试样的冶金质量和力学性能明显提高。     

H13钢对磨不同回火工艺的Cr12MoV钢的磨损行为

研究了不同回火工艺的Cr12Mo V钢对磨盘对H13钢在25和600℃下干滑动磨损行为的影响,采用XRD、SEM、显微硬度计等对磨损表面、亚表面的结构和形貌进行分析,并探讨其磨损机制。结果表明,不同回火工艺的Cr12Mo V钢对磨盘显著影响H13钢的磨损行为:对磨Cr12Mo V(55 HRC)时,磨损率在25℃下随载荷增加而缓慢增长,600℃下急剧增加。对磨Cr12Mo V(42 HRC)时,磨损率在25℃下增长较快,而在600℃下增长缓慢。25℃下,无论对磨盘硬度高低,主要磨损机制均为粘着磨损和磨粒磨损;而高温下,对磨低硬度盘时为氧化轻微磨损,对磨高硬度盘时为氧化磨损和严重塑性挤出磨损。     

离子渗氮工艺参数对4Cr5MoSiV钢表层组织与性能的影响

目的 研究离子渗氮的温度及时间对4Cr5MoSiV钢渗氮层组织、表面硬度及耐磨性的影响,获得提高硬度、耐磨性的最优工艺参数。方法 对4Cr5MoSiV钢表面进行离子渗氮处理,渗氮温度分别为450、480、510、540 ℃,保温时间分别为5、10、15、20 h。利用维氏显微硬度仪测量渗层深度及表面硬度;利用X射线衍射仪分析渗层物相组成;利用摩擦磨损试验机评价试样耐磨性;通过扫描电镜观察表面磨痕区域。结果 离子渗氮渗层表面的物相主要为γ''-Fe4N相和ε-Fe2~3N相。在实验范围内,随着温度的升高或时间的增加,材料渗层深度、表面硬度增加,磨损率减少,但当温度过高或时间过长时,表面硬度下降,磨损率增加。在480 ℃的条件下进行20 h离子渗氮的材料,表面具有最好的摩擦学性能,表面硬度为1147 HV0.2,磨损率为2.13×10-5 mm3/(N?m),渗氮层深0.24 mm,化合物层深14.05 μm,摩擦系数为0.45,磨损状态为磨粒磨损。结论 离子渗氮是适合于变截面弹簧的表面强化方式,可以在材料表面形成具有一定厚度、均匀分布的渗氮层组织,显著提升表面硬度和耐磨性,降低摩擦系数。     

45钢磨损性能和磨损机制的研究

采用销-盘式高温磨损试验机对45钢进行磨损试验,研究了热处理工艺和工况条件对45钢磨损性能的影响,采用SEM、XRD分析磨损表面的形貌、成分和物相,探讨45钢的磨损机制。结果表明,随回火温度的升高,45钢组织的大幅度软化导致耐磨性明显下降。在不同的工况条件下,45钢的磨损机理表现为:在常温、200℃及50 N条件下,主要是磨粒磨损;200℃、100～150 N及400℃、50～100 N条件下,为氧化轻微磨损和氧化剥层磨损;400℃、150 N条件下,转变为塑性挤出。     

回火温度对ZG35Cr2NiMoVTi钢组织性能的影响

研究了回火温度对ZG35Cr2NiMoVTi钢显微组织、硬度、冲击韧性及抗冲击磨料磨损性的影响。结果表明,ZG35Cr2NiMoVTi钢淬火后组织为板条状马氏体和少量残留奥氏体;提高回火温度,可依次得到回火马氏体、回火贝氏体与屈氏体、回火索氏体、回火珠光体;随回火温度提高,ZG35Cr2NiMoVTi钢硬度下降,V型缺口冲击吸收能量先增加,但在400℃时明显下降,随后又随回火温度提高而显著增加,600℃回火时,冲击吸收能量最大,为45 J;随回火温度升高,ZG35Cr2NiMoVTi钢耐磨性逐渐下降,200℃时耐磨性较好,主要磨损机制为疲劳剥落磨损和切削磨损;而600℃回火时的耐磨性最差,主要磨损机制为塑变推碾犁沟与切削磨损。     

磨面温度对45钢磨损氧化层及磨损机制的影响

采用MG-2000高温磨损试验机对45钢进行了干摩擦条件下的磨损试验,研究了该钢的摩擦磨损行为及磨损机制。结果表明:氧化层在磨损中起到决定性作用;氧化层的形成使得材料磨损率降低,磨损机理从粘着磨损转变为氧化轻微磨损;随环境温度和载荷增加,摩擦表面闪温升高,有利于氧化层的形成;氧化层的形成又促使闪温进一步升高,材料塑性变形及热软化加剧,磨损表面氧化膜剥落,磨损率快速提高,最终由轻微磨损转变为严重磨损。     

45钢与DC53钢的干滑动摩擦学行为

采用销盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷下45钢与DC53钢(Cr12Mo V1)的干滑动摩擦学行为。通过SEM、XRD、SIMS等分析了45钢的磨损机理及其摩擦诱发的变形层特征。结果表明,载荷从40 N增加到60 N时,45钢销试样的磨损率增加量远大于DC53钢盘试样的磨损率增加量,载荷的变化对平均摩擦系数的大小几乎无影响;40 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生磨粒磨损和轻微的粘着磨损,60 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生粘着磨损;45钢销试样的摩擦影响层均由摩擦表层和塑性变形层组成,60 N载荷条件下销试样的塑性变形层深度大于40 N载荷条件下的销试样;45钢销试样的磨损表层出现了晶粒细化的现象,60 N载荷条件下的晶粒细化更明显;磨损表层中的细晶铁素体主要是由摩擦磨损过程中摩擦热和塑性变形共同作用导致的动态再结晶诱发的。     

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金干滑动摩擦磨损性能的研究

利用UMT-2 型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg 合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明：合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15N高载荷时的磨损率相对于5N低载荷时只增加了291%,属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35-0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。