M50钢高应力高温摩擦磨损行为与微观机制

利用SRV-4摩擦磨损试验机对M50轴承钢进行了滑动摩擦试验，通过改变试验环境温度与加载应力探究了M50钢的高温摩擦磨损性能。采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察高温高应力下磨损对钢的影响。研究发现，试验环境温度200℃与210 MPa以上摩擦剪力的共同作用下，大尺寸MC型碳化物表层基体粘着剥落，MC型碳化物破碎、迁移，加剧磨损。试验环境温度200℃粘着磨损加剧且磨损面形成的(Cr, Fe)₂O₃氧化膜厚度不足导致粘着磨损量达到最大值。试验环境温度升高至315℃,氧化膜趋于连续且膜厚增加，粘着磨损减弱，接触应力2.05 GPa时摩擦因数相较于室温下降27%。     

高氮不锈轴承钢的微动磨损性能

为了探究应力和滑动速度对高氮不锈轴承钢微动磨损性能的影响,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机进行了不同应力和不同滑动速度下的微动磨损试验,对摩擦因数和磨损率进行分析,并对磨斑形貌进行观察.结果表明:试验钢的摩擦因数随应力和滑动速度的增加而减小;磨损率随应力和滑动速度的增加而增加.随着pv值(表示轴承工况的严重程度)的增大,高氮不锈轴承钢的磨损机理由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损和塑性挤出磨损.     

微合金高强度钢纳米级析出相的分析

用化学相分析加X-射线小角散射法对微合金高强度钢70A(％:0．05C,1．90Mn,0．01V,0．13Ti, 0．06Nb)和B2C(％:0．06C,2．34Mn,0．03V,0．03Ti,0．04Nb,0．0067B)的析出相结构、质量分数和粒度分布进行了研究。结果发现,微合金化钢亦存在大量纳米级M3C和M23C6碳化物,70A钢中<36 nm的M3C+M23C6碳化物质量分数为0．0664％,同尺寸的MC碳化物为0．0371％;B2C钢中<36 nm的M3C+M₂₃C₆碳化物的质量分数为0.134 1％,同尺寸的MC为0．008 4％。     

新型马氏体钢冲击磨料磨损性能及磨损机制的研究

在MLD-10型冲击磨料磨损试验机上研究了1．5J冲击能量下ADVANS450W和ADVANS600W两种马氏体钢的冲击磨料磨损性能。采用IAS8．0软件定量计算了磨损面SEM图像中各种形貌的面积，每种形貌的面积大小直接反映相应磨损机制在磨损过程中所起作用的大小。结果表明，ADVANS450W钢和ADVANS600W钢在1．5J冲击能量下的磨料磨损性能均优于ZGMn13钢；两种钢的磨损机制均为磨料嵌入、塑变疲劳和犁削，且均以犁削为主；随着材料硬度的提高，磨料嵌入和塑变疲劳减少，犁削增加。     

0.3C-Cr-W渗氮轴承钢的微动摩擦磨损性能

利用SRV-4高温摩擦磨损试验机对0.3C-Cr-W高性能渗氮轴承钢进行了微动磨损试验,分别改变载荷和频率,研究了表面离子渗氮对摩擦磨损性能的影响.结果表明:试验钢表面渗氮后渗层厚度为238.45 μm,其中白亮的化合物层厚度为9μm,主要为γ'-Fe4N和VN两种相;渗氮后试样表面的白亮化合物层具有减小摩擦因数和提高耐磨性的作用;渗氮前后试验钢的磨损机制相同,前期以粘着磨损为主,以磨粒磨损为辅;磨损后期转变为以磨粒磨损为主,以粘着磨损为辅;渗氮前试验钢的磨损体积是渗氮后的3倍以上,表面离子渗氮后试验钢的抗微动磨损性能有明显的提高.     

基体炭含量对C/C复合材料滑动摩擦磨损行为的影响

在M2000型摩擦试验机上,以表面镀Cr的40Cr钢为配副,测试了基体炭分别为光滑层热解炭(SL)、树脂炭(RC)和热解树脂炭(SL/RC)的3种C/C复合材料摩擦磨损行为.结果表明:随载荷增加,基体炭为全SL炭的材料A摩擦因数变化小,在0.117～0.105之间;全RC炭的材料B波动最大,在0.156～0.123之间;基体炭中SL炭质量分数为48.9%、RC炭质量分数为20.2%的材料C的摩擦因数波动幅度接近于材料A,在0.120～0.110之间.材料C的体积磨损最小,在0.191～0.620 mm3之间.随时间延长,材料A、C的摩擦因数稳定,材料B的下降幅度最大.SEM观察表明,随载荷增加,材料B摩擦表面逐渐致密、完整,材料C摩擦表面的纤维磨损现象加重.     

喷射成形含铌M3型高速钢的组织和耐磨性

采用喷射成形技术制备了M3型高速钢和以Nb替代V的M3型高速钢.利用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热仪和金相显微镜研究了Nb对M3型高速钢组织的影响.喷射成形能有效消除宏观偏析,细化组织.以Nb代V,提高了MC型碳化物开始析出温度,大量MC相先于共晶反应析出,呈独立的近球形分布于晶界,同时其尺寸减小.由于消耗大量C,抑制了共晶反应,M₂C片层数量减少且厚度变薄,其在热变形过程中更易于分解,进一步增加了组织均匀性.低温低载荷时含铌的M3型高速钢抗磨损性能显著优于M3高速钢,温度升高到500℃时磨损机制逐渐以氧化磨损为主,两合金的抗磨损性能差距减小,主要原因是大量呈弥散球形分布的含铌MC型碳化物能有效提高高速钢的磨粒磨损抗性,而其对抗氧化性能并无明显作用.      

温度对40Cr钢温挤压成形的摩擦--磨损性能影响

采用温挤压技术对40Cr钢进行成形试验，考察了不同温度下温挤压试样的摩擦-磨损行为.通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了40Cr钢磨损后表面形貌、化学元素分布和物相组成，讨论了40Cr钢温挤压的磨损机理.结果表明，在挤压温度为550℃时试样晶粒尺寸细小，残余奥氏体含量较高，硬度最高，其磨损性能为最佳；而当温度为650℃和750℃时，晶粒尺寸较粗大，残余奥氏体含量降低.在5N载荷作用下，挤压温度为550℃时，摩擦因数为0.7667；当挤压温度达到650℃，摩擦因数为0.8587，提高了12.01%，磨损性能降低；750℃时，摩擦因数为0.8764，相比550℃提高了14.31%，磨损性能进一步变差；在550、650和750℃时，磨损形式主要为磨粒磨损.      

新型高强韧性冷作模具钢DM9的组织和性能

研究了新型模具钢DM9（含量范围％：0．83－0．95C，3．5－4．2Cr，1．9－2．5W，0．8－1．2Mo，0．7－1．1Si，0．35－0．55V）的组织和性能。试验结果表明，该钢DM9在840℃退火时存在M3C，M23C6，M6C，M7C3和MC5种类型碳化物，碳化物平均尺寸0．66μm；该钢950℃淬火220℃回火后，硬度HRC62，抗弯强度σbb3800MPa，冲击韧度ak72J/cm^2，其模具有高的寿命。     

MoS_2对铝基材料摩擦磨损性能的影响

以Al,Fe,Zn等金属粉末和Si粉为原料,采用热压法制备MoS_2含量(质量分数)分别为0和3%的铝基复合材料,在滑动速度为0.377~1.131 m/s以及载荷为4~10 N的条件下进行摩擦试验,研究MoS_2对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在0.377 m/s的滑动速度下,3%MoS_2/铝基复合材料在10 N载荷下具有较低的平均摩擦因数0.4,比不含MoS_2材料的摩擦因数降低近一半;在0.755 m/s的滑动速度下,2种材料的摩擦因数和磨损率接近;在1.131 m/s的滑动速度下,载荷7~10 N时2种材料都严重磨损,3%MoS_2/铝基材料具有相对较低的磨损率,磨损机理为熔化磨损,未添加MoS_2材料的磨损机理为严重塑性变形磨损。添加3%MoS_2可显著改善铝基材料的摩擦磨损性能。     

Research on carbide characteristics and sliding wear behavior of carburized layer of M50NiL bearing steel

The wear behavior and wear mechanism of M50NiL bearing steel under different wear times and applied stresses were studied. The results show that the microstructure of the carburized layer is composed of twin martensite, nearly spherical MC, M23C6 and rod like M2C carbides. The applied stress has a significant effect on the wear form and morphology of steel. The wear forms of the steel are slight adhesive wear and abrasive wear. The friction coefficient of the steel keeps stable to 002. Prolonged wear time has an obvious effect on the wear property and mechanism of steel. When the wear time reaches 30000s, MC, M23C6 and M2C carbides rub off. Some carbides are broken and subsequently formed abrasive wear. The coupling effect of wear time and applied stress significantly affect the wear property and quality of steel. When the wear time is 3000s, the applied stress increases from 0306MPa to 1530MPa. The wear weight loss increases from 025mg to 038mg due to carbides abrasive wear. When the applied stress increases to 2142MPa, large scale carbides rub off. This leads to the increasing of the friction coefficient to 0037 and the wear mass to 033mg.     

Microstructure and Abrasive Wear Behavior of Medium Carbon Low Alloy Martensitic Abrasion Resistant Steel

The effect of processing parameters such as hot rolling and heat treatment on microstructure and mechanical properties was investigated for a new 0.27mass% C and Ni,Mo-free low alloy martensitic abrasion resistant steel.The three-body impact abrasive wear behavior was also analyzed.The results showed that two-step controlled rolling besides quenching at 880℃and tempering at 170℃could result in optimal mechanical property:the Brinell hardness,tensile strength,elongation and-40 ℃impact toughness were 531,1 530 MPa,11.8% and 58J,respectively.The microstructure was of fine lath martensite with little retained austenite.Three-body impact abrasive wear results showed that wear mechanism was mainly of plastic deformation fatigue when the impact energy was 2J, and the relative wear resistance was 1.04times higher than that of the same grade compared steel under the same working condition.The optimal hardness and toughness match was the main reason of higher wear resistance.     

高铬白口铸铁低速重载条件下的干滑动摩擦磨损特性

研究了不同类型碳化物和不同基体组织的高铬白口铸铁在低速（滑动速度为0.4187～1.0467m/s），重载（接触应力为1～21MPa）条件下与淬火40Cr钢（硬度HRC51～53）配副的干滑动摩擦磨损特性，结果表明，在（Fe,Cr)7C3、（Fe,Cr）3C和（Fe,Cr）33C63种碳化物中，（Fe,Cr）7C3有利于提高高铬白口铸铁的耐磨性，（Fe,Cr）3C有利于降低摩擦系数，共析组织，奥氏体和马氏体3种基体相比，共析组织基体使合金具有较高的摩擦系数，而奥氏体基体合金的耐磨性最好，存在一个临界摩擦应力，当摩擦应力大于此值时，磨损率急剧上升。     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。     

Abrasive Wear Behavior of High Chromium Cast Iron and Hadfield Steel-- A Comparison

 Abstract： Wear properties of two different crushers used for grinding raw materials of cement industry are compared using pin-on-disk wear test. The wear test was carried out with different loads on a pin. Abrasive wear behavior of two alloys was evaluated by comparing mass loss, wear resistance, microhardness and friction coefficient. The microstructure of the specimens was detected using optical microscope. The results showed that abrasive wear of high chromium cast iron is lower than that of Hadfield steel. Due to the presence of M7C3 carbides on the high chromium cast iron matrix, impact crushers exhibited higher friction coefficient.     

深冷处理对NM500耐磨钢性能与磨损行为的影响

以一种自行设计的NM500级别耐磨钢为研究对象,利用冲击磨损试验,分析了深冷处理对其组织性能和磨损行为的影响。结果表明,NM500耐磨钢经深冷处理后,抗拉强度、硬度和冲击韧性均有提高,在淬火+深冷+回火处理后,最佳的综合力学性能可达抗拉强度1 910 MPa、硬度523HB、冲击韧性24.3 J/cm2,此时试验钢组织主要为马氏体,有Nb和Ti的碳化物析出。深冷处理通过残余奥氏体向马氏体转变,减少了不稳定相的含量,提升了试验钢的力学性能,从而使淬火+深冷+回火处理后的试验钢具有更高的耐磨性,此时的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损形貌主要为犁沟、犁皱。而未经深冷处理的淬火+回火处理试验钢磨损机制以黏着磨损为主,磨损形貌主要为剥落坑和切削。     

不锈钢耦合变形摩擦有限元分析

针对奥氏体不锈钢成形过程中的摩擦磨损问题,设计了一种耦合变形摩擦的试验方法,在实验中分析了耦合摩擦试验中钢带滑动速度对钢板与压头间的摩擦系数的影响。通过对磨损表面进行观察,以及LS DYNA仿真对应力的分析发现：滑动速度的增加引起了剪切应力的增加,钢带试样的马氏体组织转变量随着其滑动速度的增加而增加,并引起摩擦表层马氏体组织磨粒磨损,表面磨损现象加重,且摩擦系数波动减小。     

氮、碳、锰对介稳奥氏体锰钢力学性能及耐磨性的影响

 研究了氮、碳、锰等合金元素对介稳奥氏体锰钢力学性能及耐磨性的影响。结果表明,在中、小冲击磨损工况条件下,由于应力波效应,决定锰钢耐磨性的因素有2个：加工硬化性和机械强度,而且2个因素相互制约,只有当这2个因素的提高幅度都较大时,其耐磨性才能大幅度提高。将15C 127Mn奥氏体锰钢的碳的质量分数大约降至1%,锰的质量分数降至≤8%,同时加入质量分数约01%的氮时,可得到一种新型耐磨材料——氮微合金化介稳奥氏体锰钢。