淬火保温时间对GCr15轴承钢组织与摩擦磨损性能的影响

采用高温箱式电阻炉对退火态GCr15轴承钢进行了淬火和低温回火处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪和洛氏硬度计对其经不同淬火保温时间处理后的显微组织、残留奥氏体含量和硬度进行了分析,并利用UMT-2摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对GCr15钢进行滑动摩擦磨损试验,采用扫描电镜、能谱仪、三维形貌仪对其磨损率和磨损机制进行分析,研究淬火保温时间对GCr15轴承钢显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响.结果 表明:GCr15轴承钢经淬火和回火处理后的组织由回火马氏体、残留奥氏体和碳化物组成.随着淬火保温时间的延长,GCr15轴承钢的残留奥氏体含量和硬度均呈现先增加后减小的趋势,而碳化物平均尺寸先减小后增加,保温时间为60 min时,碳化物的数量急剧减少;淬火保温时间对GCr15轴承钢摩擦系数影响不大,保温40 min时磨损率最小,20 min时磨损最严重.磨痕表面粘着磨损与氧化磨损共存,保温40 min时,磨痕表面剥落坑相对较小,剥落最轻微.     

奥氏体化温度对等温淬火球墨铸铁摩擦磨损性能的影响

奥氏体化处理是得到高性能等温淬火球墨铸铁(Austempered ductile iron, ADI)的关键步骤,通过奥氏体化处理,铸铁基体组织向奥氏体转化,为后续的等温淬火处理过程中奥氏体向奥铁体的相变提供前驱体。对奥氏体化温度进行调控,研究了ADI微观组织的相应变化及其对力学性能、摩擦磨损性能的影响。研究发现,奥氏体化温度的提高使石墨向基体的渗碳作用增强,奥氏体碳含量增加、稳定性增强,一方面导致奥氏体在冷却转变过程中铁素体的形核驱动力降低,奥铁体组织中铁素体形态更细长,另一方面导致块状残留奥氏体增多、碳含量提高,使材料强度、硬度及断后伸长率均发生下降。较高的奥氏体化温度使ADI含有大量高碳残留奥氏体,导致其在摩擦磨损过程中难以通过应力诱发相变形成马氏体来提升耐磨性。综合力学及摩擦磨损性能,ADI的奥氏体化温度应不大于950℃。     

温度对PCrMo钢摩擦磨损性能的影响

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了PCrMo钢与H96配副时的干滑动摩擦磨损特性,并用扫描电镜分析了磨损表面.结果表明:摩擦系数随温度升高和速度增加而减小;磨损率随温度升高和速度增加而增加.在速度较小时,常温和500℃时都表现为粘着磨损;速度为70 m/s条件下,常温时为剥落磨损,而500℃时为热磨损.     

GCr15SiMo钢中贝氏体含量对力学性能及干摩擦磨损性能的影响

目的 通过控制等温淬火时间,在GCr15SiMo轴承钢中获得不同含量的贝氏体组织,并研究不同含量的贝氏体组织对材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响。方法 采用SEM、3D morphology、TEM、EDS、XRD、洛氏硬度计、冲击试验机等仪器观测GCr15SiMo轴承钢经不同等温淬火时间后的微观组织、物相含量和力学性能,并使用HL-R7000重载往复摩擦磨损试验机对不同贝氏体组织含量的试样进行摩擦磨损性能检测。结果 当等温淬火时间由2 h延长至72 h时,材料中贝氏体的体积分数由14.5%增至83.5%。随着GCr15SiMo轴承钢材料中韧性贝氏体含量的增多、脆性马氏体含量的减少,其硬度逐渐降低,冲击功逐渐增大,磨损率呈现先降低再升高的趋势。材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损,随着等温淬火时间的延长,基于韧性贝氏体含量的增加,材料的磨粒磨损减弱、黏着磨损增强。结论 在等温淬火温度为210 ℃、等温淬火时间为8 h时,材料中贝氏体的体积分数约为55.6%,马氏体的体积分数为33.2%,此时马氏体和贝氏体复相组织具有良好的强韧性匹配,材料的耐磨性能较好。     

Mo含量对TiMoN薄膜微观组织和摩擦磨损性能的影响

采用射频磁控溅射制备不同Mo含量的TiMoN薄膜.利用XRD,SEM.EDS,纳米压痕仪和高温摩擦磨损实验对薄膜的相结构,形貌,成分,力学性能和摩擦磨损性能进行分析.结果表明,TiMoN薄膜为fcc结构;当Mo占金属元素总量的比例X<68.37%（原子分数）时,薄膜主要为Mo在TiN中的置换固溶体;当X>68.37%时.薄膜主要为Ti在Mo₂N中的置换固溶体;随Mo含量的增高.择优取向发生改变,晶粒尺寸逐渐减小,薄膜的显微硬度显著升高,最高达36.37 GPa,摩擦系数逐渐降低,并在X达到68.37%后稳定在0.4左右;不同Mo含量的TiMoN薄膜的磨损率在10^-8- 10^-6mm²/N之间.优于TiN薄膜.基于晶体化学理论,对TiMoN薄膜低摩擦系数的原因进行了讨论.     

GCr15轴承钢的旋转摩擦磨损性能研究

采用金相显微镜、白光干涉仪、粗糙度轮廓仪研究了不同载荷对GCr15轴承钢旋转摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着荷载的增加,平均摩擦系数先增大后减小,荷载为20 N时达到最大值0.2633。磨痕宽度和磨损率随荷载的增加而增大。荷载为5 N时磨损机制主要为氧化磨损;荷载为10 N时磨损机制主要为轻微黏着磨损和氧化磨损;荷载超过15 N后,随着荷载的增加,由轻微黏着磨损和氧化磨损转变为破坏严重的胶合磨损。     

激光冲击强化对GCr15轴承钢微观组织和摩擦学行为的影响

目的 激光冲击强化处理后GCr15轴承钢实现表面纳米化,同时其力学性能和摩擦磨损性能得到显著改善。方法 采用激光冲击强化对GCr15轴承钢进行表面强化。使用三维形貌仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计、X射线残余应力分析仪(LXRD)以及摩擦磨损实验仪,对GCr15轴承钢经激光冲击强化处理后的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果 经过激光冲击强化处理后,GCr15轴承钢的位错密度增加,马氏体分布更加均匀且宽度下降,电子衍射花样呈连续的环状,说明有纳米晶组织生成;有效提高材料表面硬度,与原始试样相比,硬度提升了5.1%,并引入了大小为947 MPa左右、深度约为900 μm的残余压应力层;平均摩擦因数下降,磨痕宽度和深度都减小,磨损率的下降幅度为17%~21%,磨损机理以磨粒磨损为主,并伴随一定的黏着和氧化磨损,耐磨性得到提高。 结论 激光冲击强化使GCr15轴承钢的位错密度增加、马氏体碎化且碳化物数量增加、粒径下降;提高了GCr15轴承钢的硬度并在材料次表层构建了残余压应力层,残余压应力在滑动干摩擦过程中释放,马氏体晶粒细化和残余应力释放可有效提高GCr15轴承钢的耐磨性。     

超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面纳米化与摩擦磨损性能的影响

目的 利用超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面进行强化处理,并研究超音速微粒轰击对材料表层组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法 采用三维显微形貌仪、透射电镜、背散射电子仪、扫描电镜、X射线残余应力分析仪、显微硬度仪等仪器观测GCr15SiMn轴承钢强化前后的微观组织、表面粗糙度、力学性能,并使用UMT-2摩擦磨损试验机对试样强化前后的摩擦磨损性能进行检测。结果 经过超音速微粒轰击强化处理的GCr15SiMn钢试样的表面粗糙度增加,表层结构发生严重的塑性变形,形成约20 μm厚的塑性变形层,片状马氏体细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为13 nm,碳化物平均粒径由0.48 μm减小到0.45 μm,数量增加了约18%。试样表层引入了300 μm的硬化层,表面硬度从740HV0.05提高到了996HV0.05,距表面10 μm处出现硬度最高值为1 056HV0.05,硬度提高了42.7%。试样引入深度为60 μm的残余压应力层,样品表面残余应力为‒1 246 MPa左右。经过超音速微粒轰击后,强化试样平均摩擦因数略高于原始试样,而磨损率得到了大幅度降低,磨损机理主要为磨粒磨损,伴有少量的氧化磨损和黏着磨损。结论 经过超音速微粒轰击的GCr15SiMn轴承钢表面粗糙度增加,表层晶粒细化至纳米级;表层构建了残余应力层和硬化层;强化引入的残余应力和因强化处理引起的加工硬化、细晶强化改善材料的耐磨性。     

残留奥氏体含量对GCr15轴承钢摩擦磨损性能的影响

首先对GCr15轴承钢进行了不同温度的淬火和回火处理及淬火+深冷+回火处理,获得了残留奥氏体含量分别为6.2、11.2、17.5和26.4 vol%的GCr15轴承钢试样,随后采用重载往复摩擦磨损实验仪在干摩擦和油润滑条件下对试样进行摩擦磨损实验,研究了残留奥氏体含量对GCr15轴承钢滑动摩擦磨损性能的影响;利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线残余应力分析仪和洛氏硬度计等分析了GCr15轴承钢试样在不同状态下的组织、表面形貌和力学性能。结果表明：经不同工艺热处理后,GCr15轴承钢的组织都是由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成;随着残留奥氏体含量增加,GCr15轴承钢的表面硬度逐渐减小,残余压应力逐渐减小并趋于稳定;在干摩擦条件下,深冷处理试样的平均摩擦系数最小;在油润滑条件下,4组试样的平均摩擦系数相差不大且都低于0.08,在干摩擦和油润滑条件下,随着残留奥氏体含量升高,GCr15轴承钢的磨损率都是先升高再降低,在淬火温度为865℃时磨损率达到最大;经过深冷处理的试样的残留奥氏体含量最小,为6.2 vol%,其磨损率也最小,说明深冷处理能提高GCr15轴承钢的摩擦磨损性...     

温度对表面摩擦磨损性能影响的研究进展

摩擦磨损是造成材料失效的主要原因之一,减小摩擦磨损对工业发展与环境保护等方面有着重要意义。 而温度作为摩擦磨损试验的其中一个主要参数,对摩擦磨损过程具有重要影响。 该论文重点描述了温度对摩擦副摩擦学性能的影响,并分析了产生影响的机理和原因。 首先,温度会影响表面材料的理化性质,从而影响表面组织结构或者表面涂层;其次,摩擦副之中的固体或液体润滑剂性质随温度的变化发生改变并影响摩擦磨损性质,且在织构表面尤其明显。 最后,温度会对基底表面润湿性产生影响从而影响表面摩擦磨损性能。 该研究对在高温极限条件下工作的摩擦副的材料与润滑方式的选取,以及发动机、火箭等新型科技的发展具有重要意义。     

高频淬火对FeNiMoCuCr粉末烧结钢干摩擦磨损性能的影响

采用销盘式磨损试验机研究了FeNiMoCuCr系粉末烧结钢经表面高频淬火后,在干摩擦磨损条件下的磨损性能,并借助于扫描电镜观察和分析了磨损形貌,探讨其摩擦磨损机制。结果表明,试验材料的磨损率在磨损开始阶段,随摩擦滑移距离的增加而增加,而后逐渐趋于稳定;高频淬火处理后的FeNiMoCuCr粉末烧结钢的耐磨性高于烧结未淬火的磨损率,扫描电镜显示干摩擦磨损形貌为微观犁沟和塑性变形,粘着磨损和氧化磨损是主要的磨损机制。     

激光功率对40CrNiMoA钢表面淬火组织和摩擦磨损性能的影响

采用不同激光功率在卷取机卷筒主轴40CrNiMoA钢基材表面进行了激光淬火试验,利用体视显微镜、光学显微镜、显微硬度计和立式万能摩擦磨损试验机等观察和测试试样横截面的宏观组织、表面显微组织、激光相变硬化区的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:3种不同功率下的激光淬火试样表层组织均得到不同程度的细化,其硬度、摩擦磨损性能较基体均有所提升。其中,当功率为1600 W时,在试样截面能够明显观察到相变硬化区。此时,试样的表层组织最为细致,由细小的针状马氏体、少量残留奥氏体和弥散分布的细小碳化物组成,其表面硬度可达640.3~706.8 HV0.2,约为基体硬度的2.8倍。同时,摩擦因数稳定在0.40~0.60之间,与基体相比降低了50%左右;磨损量1.3 mg,仅为基体的36.1%。在光斑尺寸12 mm×2 mm,扫描速度v=20 mm/s的试验条件下,采用1600 W激光功率对40CrNiMoA钢进行表面激光淬火,得到的试样组织和摩擦磨损性能最优。     

正火温度对矿山机械用低合金铸钢摩擦磨损性能的影响

借助OM和SEM研究和分析了正火温度对低合金铸钢摩擦磨损性能的影响。结果表明,正火后钢的组织为贝氏体和铁素体。随回火温度升高钢的磨损体积和磨损率增加,加载200 N时磨损体积及磨损率大于加载100 N的;磨损主要以氧化磨损、粘着磨损为主,同时伴有少量的磨粒磨损及微观切削。     

GCr15钢摆线轮断裂分析

应用化学成分分析,金相组织分析,非金属夹杂物及碳化物检测等方法对GCr15钢摆线轮断裂原因进行了综合分析.结果表明:摆线轮断裂属于脆性断裂,钢中点状不变形夹杂及网状碳化物超标是摆线轮脆性断裂的主要原因,并在生产中得到验证.     

低温轧制温度对GCr15轴承钢组织的影响

采用GLEEBLE1500热模拟试验机、金相显微镜、扫描电镜研究了低温轧制时变形温度对GCr15轴承钢组织的影响规律。结果表明,700 ℃、750 ℃变形时网状碳化物形貌为断续状,珠光体团尺寸较小、片层间距较小,有利于缩短球化退火时间和碳化物的溶解;800 ℃、850 ℃变形时网状碳化物为半断续状,珠光体团较为均匀、片层较细,有利于退火过程中的碳化物溶解;900 ℃变形时网状碳化物为全连续状,珠光体团均匀,但尺寸较大,需要快速冷却以抑制碳化物的析出。     

GCr4轴承钢套圈整体感应加热淬火后的组织

研究了ＧＣｒ４轴承钢套圈经过整体感应加热淬火处理后的金相组织、基体组织的形貌和碳化物的形态及分布。结果表明,表面 组织为隐针马氏体和碳化物;基体主要由孪晶马氏体和一些位错马氏体组成;心部组织主要为届氏体,素氏体及碳化物颗粒,碳化物颗粒细小、分布均匀。     

淬火温度对G105钢组织和性能的影响

利用硬度计、拉伸试验机、冲击试验机和光学显微镜等手段,研究了G105钢分别在890、910和930 ℃保温150 min淬火,随后进行630 ℃保温180 min回火处理后组织和性能变化。结果表明:随着淬火温度的升高,G105钢淬火硬度越来越高;经回火处理后,淬火温度为890 ℃和910 ℃时,调质硬度无太大差异,分别为33.2 HRC和32.7 HRC,淬火温度为930 ℃的调质硬度相对提高约1.5 HRC。试验钢强度随着淬火温度的升高也呈现升高趋势,但冲击韧性呈先升高后下降的趋势,这主要是由于调质后存在粒状碳化物的析出现象,导致其冲击韧性显著下降,故认为当淬火温度选取910 ℃时,获得的G105钢综合力学性能较佳。     

高铬钢摩擦磨损性能研究

对含碳1.4wt.％和含铬15wt.％的Fe-C-Cr合金进行退火处理.借助光学显微镜、扫描电镜、XRD对试样微观组织进行观察,通过MMU-5G型屏显式材料端面摩擦磨损试验机对其磨损性能进行研究.结果表明,在铸造条件下,基材高铬钢组织由初生奥氏体枝晶和(Fe,Cr)7C3、(Fe,Cr)23C6合金碳化物组成.在定转速情况下,随载荷逐渐增大,滑动摩擦系数均不断下降,在载荷较小时其下降幅度较明显,随载荷增大,下降幅度变化趋于平缓.     

石墨对C/Cu复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析.结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损.