4Cr5MoSiV1和45钢耐磨性对比研究

采用销盘式高温摩擦磨损试验机,在25～400℃下对4Cr5MoSiV1和45钢进行磨损试验,对比两种钢的耐磨性,并探讨了磨损机制.研究表明:在25℃下为粘着磨损,4Cr5MoSiV1和45钢具有相同耐磨性,磨损率随载荷的提高呈线性增加,符合Archard公式;在200℃下为Quinn型氧化轻微磨损,4Cr5MoSiV1和45钢仍然具有相同的耐磨性;随载荷的提高,磨损率先降低后缓慢增加,具有较低的磨损率和增长率;在400℃下为氧化磨损,但不同于Quinn型氧化轻微磨损;随载荷的提高,磨损率快速增加,特别是高载荷下45钢出现塑性挤出,4Cr5MoSiV1钢具有比45钢明显高的耐磨性,归因于其高的热软化抗力.     

铬和钼对精铸热锻模具钢高温磨损行为的影响

采用销盘式高温磨损试验机,研究不同Cr、Mo含量的精铸热锻模具钢的高温磨损行为;通过TEM、SEM和XRD分析,研究钢的显微组织和磨损表面的形貌和结构;探讨了成分、组织、性能与高温磨损的关系及高温磨损机理。结果表明,随着Cr、Mo分别从3%和2%增加到5%和4%,热稳定性和硬度分别得到明显降低或略提高,当含4.0%Cr和3.0%Mo时,耐磨性最好。高温磨损抗力对钢的热稳定性和热强性变化不敏感,而对钢的组织或韧性变化极敏感。过高的铬（5%）虽降低热稳定性和热强性,但仍具有较高的高温耐磨性;而过高的钼（4%）虽然热稳定性和热强性提高,由于Mo6C沿晶界或板条界析出,韧性降低,则高温耐磨性明显降低。精铸热锻模具钢高温磨损机理为氧化磨损和氧化物的疲劳剥落,磨面上产生的氧化物主要为Fe3O4和Fe2O3,其对磨损起到保护作用,氧化物的疲劳剥落导致磨损。     

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。     

等离子熔覆γ/Cr7C3复合材料涂层组织与耐磨性研究

为探索提高工程机械易损零部件服役寿命的新技术,采用等离子熔覆工艺,以Ni—Cr-C混合合金粉末为添加材料,在易损零部件用钢Q235表面形成了以初生块状金属陶瓷CrTC3为硬质耐磨相,以强韧性良好的γ／Cr7C3共晶为基体的复合材料冶金涂层,分析了涂层的显微组织和硬度,在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明：涂层组织致密,硬度较高,与基体之间为完全的冶金结合,在干滑动磨损条件下具有良好的耐磨性。     

等离子熔覆铁基金属陶瓷复合涂层的耐磨性能

采用等离子熔覆技术,在调质C级钢表面原位生成铁基金属陶瓷复合材料涂层。利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织：在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了磨损机理：结果表明,涂层由Cr7C3增强相和γ-Fe固溶体与少量CrC3构成的共晶组成;涂层组织细密,无大的显微孔洞及裂纹。由于占涂层体积分数较高的耐磨增强相Cr7C3的存在,使涂层在室温磨损试验条件下随载荷增加而磨损质量损失增加极为缓慢,对载荷变化不敏感;400～600℃高温滑动磨损条件下,试验温度越高,涂层的耐磨优势越明显。涂层在室温和高温干滑动磨损条件下磨损表面都比较光滑,均具有优良的耐磨性能。     

含Mn—Ni高热稳定性热模具钢的性能

介绍了三种含Mn或含Mn-Ni高热稳定性热模具钢的室温和高温机械性能,探讨了热处理工艺和增加Cr和Mn含量对性能的影响。结果表明,含Mn或含Mn-Ni热模具钢具有高的回火抗力,其回火硬度急剧下降的最高回火温度为600℃。在这类钢中进一步增加Cr和Mn的含量将降低回火抗力和高温强韧性,添加Ni可以提高回火抗力和高温强度。     

碳对Fe—Cr—Mn合金高温氧化及磨损的影响

对含碳量为0.5—2.69%的Fe—Cr—Mn合金在大气中进行了800℃及660℃的氧化动力学、恒温氧化以及在800℃、660℃和520℃下的高温磨粒磨损试验。观察了氧化膜的形貌、分析了试样亚表层的微区成分。结果表明:①随含碳量增加,共晶碳化物数量增加,致使参与氧化的基体组织中的锰量下降,合金的氧化抗力提高;②材料在高温下的磨损抗力与该温度下材料的硬度和共晶碳化物数量有关,硬度增加使磨损抗力增加,但碳化物的有益作用还取决于基体组织对它的支撑能力。     

热处理对ZG65Cr3NiMo钢组织力学性能及耐磨性的影响

研究热处理对ZG65Cr3NiMo钢显微组织、硬度、冲击韧性及耐磨性能的影响。结果表明:经950℃正火和高低温回火处理的ZG65Cr3Ni Mo钢显微组织为珠光体;经950℃油淬和570℃回火处理的ZG65Cr3NiMo钢显微组织为保持马氏体位向的回火索氏体;950℃油淬和250℃回火处理的ZG65Cr3Ni Mo钢显微组织为回火马氏体。ZG65Cr3NiMo钢的磨损量随磨损时间的延长而提高,几乎呈线性规律,磨损率较稳定。这种磨损条件下的ZG65Cr3NiMo钢的耐磨性受钢硬度影响明显,硬度高的合金钢耐磨性较高。经950℃油淬和250℃回火处理的ZG65Cr3NiMo钢的硬度值57.5 HRC最高,耐磨性能最好,在此磨损条件下ZG65Cr3NiMo钢的冲击韧性对耐磨性的影响较小。     

稀土硅铁合金对4Cr5MoSiV钢组织和性能的影响

研究了稀土硅铁合金在4Cr5MoSiV钢中的作用,在钢包中加入0.03％稀土硅铁合金,观察试样的显微组织、磨损形貌并测试其力学性能.结果表明,稀土硅铁合金的加入能起到细化晶粒的作用,显著提高4Cr5MoSiV钢的强度、冲击韧度和耐磨性.     

铸钢表面电火花沉积层摩擦磨损性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层的物相、微观组织结构、元素分布、显微硬度及室温高温耐磨性能及磨损机理。结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层出现一些柱状晶和树枝状晶组织结构,沉积层中细小的Fe3W3C和Co3W3C等硬质相颗粒弥散分布于Fe2C基体上。沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV;室温下沉积层的耐磨性和300℃高温条件下沉积的耐磨性分别比同样条件下铸钢材料的磨损性能提高了2.5倍和3.4倍;不论室温还是300℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素。     

回火温度对4Cr5MoSiV1钢和8407钢热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验方法,研究对比了不同回火温度对4Cr5MoSiV1、8407钢热疲劳性能的影响。观察分析了热疲劳裂纹形貌,采用热疲劳损伤因子定量地研究了两种钢的热疲劳过程,结果表明,两种钢的热疲劳裂纹萌生发生在冷热疲劳循环次数为100-200次之间,在1600次冷热循环前,二者的热疲劳损伤程度无明显的差别,在1600次冷热循环后,8407钢的热疲劳损伤程度低于4Cr5MoSiV1钢。在较低的回火温度条件下,8407钢的热疲劳抗力稍优于4Cr5MoSiV1钢。而在高温回火时8407钢的热疲劳抗力高于4Cr5MoSiVl钢。分析了这两种钢的热疲劳机制,指出决定材料热疲劳裂纹抗力的是钢的热稳定性和钢的强度或硬度。     

贝氏体等温淬火对Dievar热作模具钢高温摩擦磨损性能的影响

利用贝氏体等温淬火工艺在Dievar钢中制备不同体积比例的贝/马复相微观组织,通过对显微组织、宏观/微观硬度、磨面形貌、磨屑和磨损率的分析进一步研究了贝/马复相Dievar热作模具钢的高温摩擦磨损性能并探讨其磨损机制。结果表明,Dievar钢中下贝氏体含量随等温淬火保温时间的延长而增加,其中保温3、5、10 min时下贝氏体体积占比分别为32%、45%、63%。贝/马复相试样相比于传统油淬试样具有更高的回火抗性,不同等温试样硬度值均高于传统油淬试样硬度值。同等磨损条件下,等温淬火Dievar钢相较于常规热处理Dievar钢耐磨性更加优异。在400～600℃高温摩擦磨损试验条件下,Dievar钢表面氧化物为Fe₂O₃和Fe₃O₄。Dievar钢400～500℃高温磨损机制为磨粒-轻微氧化磨损;随着温度升高,氧化物颗粒尺寸变大,磨粒磨损加剧。当温度升至600℃时,常规油淬试样磨损机制为磨粒-氧化磨损,以磨粒磨损为主;而等温淬火试样磨损机制则以氧化磨损为主。     

Microstructure and Wear Resistance Evolution of HVOFSprayed WC-（W,Cr）2C-Ni Coating with Post Heat Treatment In Air Atmosphere

WC-(W,Cr)2C-Ni coating was prepared on 1Cr18Ni9Ti stainless steel and C-276 Ni-base Hastelloy by high velocity oxy-fuel(HVOF)spraying.The effect of post heat treatment in air atmosphere on the microstructure,phase composition,microhardness,fracture toughness,and wear resistance of HVOF-sprayed WC-(W,Cr)2C-Ni coating was investigated.The microstructure and phase composition of the coatings were analyzed by means of field emission scanning electron microscopy(FESEM)and X-ray diffraction(XRD).The microhardness and fracture toughness of the coatings were measured using a microhardness tester and a Vickers hardness tester.Moreover,dry friction and wear behavior of the coatings sliding against Si3N4 ball was investigated using an oscillating friction and wear tester;and the worn surfaces of the coatings were analyzed by means of scanning electron microscopy(SEM).It was found that heat treatment within 500-800°C resulted in crystallization of amorphous phase in as-sprayed coating,generating nanoscale new phases such as NiWO4,CrWO4 and Cr2WO6.Besides,heat treatment led to increase of the microhardness of as-sprayed coating,and the highest microhardness was obtained after heat treatment at 800°C.The fracture toughness and wear resistance of the as-sprayed coating increased with increasing heat treatment temperature up to 700°C but tended to decrease with further elevating temperature.In other words,the mechanical properties and wear resistance of the as-sprayed coatings were worsened owing to excessive growth of oxidation grains and depletion of ductile Ni binder after heat treatment above 700°C.Thus it was suggested that as-sprayed ceramic composite coating should be post heat treated in air at a moderate temperature of 700°C so as to achieve the optimized mechanical properties and wear resistance.     

深冷处理对Cr12MoV钢组织和耐磨性能的影响

对经不同工艺深冷处理后的Cr12MoV钢进行了显微组织观察和力学性能检测。试验结果表明,深冷处理可以不同程度地提高Cr12MoV钢的硬度;淬火后进行深冷处理＋180℃×8 h回火后没有改善Cr12MoV钢的冲击韧度;深冷处理可明显提高Cr12MoV钢的耐磨性,其中深冷处理6 h的耐磨性提高最为显著,其磨损失重下降了51.2%。     

激光熔覆Cu包SiCp/Ni35覆层组织及磨损性能

目的研究Cu包SiC_p/Ni35激光熔覆层的显微组织、物相及其在25℃和600℃下的摩擦机理。方法采用化学镀的方法在SiC_p表面包覆一层Cu,并用激光熔覆的方法在H13钢表面制备了Cu包SiC_p增强Ni35熔覆层。用XRD、OM、SEM和EDS对熔覆层的物相、组织和成分进行了分析,用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度,用高温磨损试验机测试了熔覆层在常温、高温下的耐磨性能。结果熔覆层由基相γ-Ni(Fe)固溶体、增强相M7C3以及硼化物、硅化物和石墨构成。熔覆层的显微硬度和常温摩擦性能较H13钢显著提高,而其高温摩擦性能较H13钢基体提高较少。结论 SiC_p化学包覆Cu能减缓激光熔覆过程中SiC_p的分解,但分解速度还是过快。常温磨损时,高硬度碳化物和硅化物的覆层提高了材料的耐磨性能。高温下模具钢表面形成致密的氧化物薄膜,起到减磨降摩的作用,而高温下覆层无法形成致密氧化膜,导致其耐磨性能弱于常温。     

新型热冲压模具钢的组织与性能

采用SEM、TEM、LF457型激光导热仪,DSC404型差示扫描量热仪和UMT-3型高温摩擦磨损试验机对高强钢板热冲压用新型模具钢的组织和热稳定性能、热物理性能及高温耐磨性能进行研究。试验结果表明:该模具钢具有良好的抗回火软化性能、热稳定性、高热导率和高温耐磨性,能更好地适应高强钢板热冲压工况。新型模具钢的碳化物以Mo₂C和VC为主,使得该钢有更好的抗回火软化和热稳定性。新型钢具有高热导率,在室温下是H13钢的1.4倍。其低Si、Mn、Cr和高Mo的合金化特征是其高热导率的原因。该钢较H13钢有更好的高温耐磨性能,尤其是温度高于600 ℃后耐磨性要远远优于H13钢。新型模具钢良好的耐磨性能有益于减少模具修理频次,提高模具寿命。     

低合金耐磨钢板NM600组织及其磨损性能研究

对一种新型高级别低合金高强度耐磨钢NM600进行热处理实验,研究了淬火温度和回火温度对实验钢组织和力学性能的影响,并分析了最优工艺条件下实验钢的磨损性能。结果表明：当淬火温度为880 ℃,回火温度为180 ℃时,实验钢力学性能最优,其中维氏硬度、抗拉强度、伸长率和-40 ℃冲击功分别为628 HV、2 000 MPa、7.3%、27.8 J,实验钢组织为典型的板条马氏体结构,马氏体板条内部及其板条界面上分布着细小均匀的碳化物。三体冲击磨损实验结果表明：工艺优化后的实验钢的耐磨性能与瑞典SSAB公司生产的HARDOX600相近,是NM400钢的1.376倍,抗磨损性能良好。     

含Nb、W高铬铸铁溜槽衬板的研制

针对炼铁高炉布料溜槽衬板耐磨损和耐中（高）温的性能要求,对材料的化学成分、力学性能及显微组织进行了分析探讨,研制生产出含Nb、W高铬铸铁溜槽衬板,通过规范热处理,使材料硬度〉63HRC,冲击韧度aK〉24J／cm^2。与Cr20MoNi和Cr26MoNi相比,其晶粒细化,基体和共晶碳化物显微硬度明显提高,且高温组织稳定性和红硬性更好。     

电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.