氢对贝氏体辙叉钢摩擦磨损行为的影响

以贝氏体辙叉钢为研究对象,利用摩擦磨损试验机、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射研究不同含氢量的贝氏体辙叉钢的摩擦磨损行为,并与普通高锰钢的耐磨性进行对比。结果表明,氢可以明显地提高贝氏体辙叉钢的耐磨性;贝氏体钢的耐磨性能明显高于高锰钢。贝氏体辙叉钢在小载荷下为磨粒磨损机制,在大载荷下为粘着磨损。氢降低贝氏体辙叉钢中残余奥氏体的稳定性,在摩擦磨损过程中,氢促进贝氏体辙叉钢残余奥氏体相发生应变诱发马氏体相变,使贝氏体辙叉钢摩擦磨损表面的硬度显著提高,在加工硬化和应变的共同作用下,增强了贝氏体辙叉钢的抗摩擦磨损的能力。     

高锰钢铁路辙叉表面龟裂剥落机理分析

高锰钢铁路辙叉在使用过程中因心轨表面龟裂剥落而提前失效,对其进行了扫描电镜观察和能谱仪测试分析。结果表明:断口中的夹杂物为Al2O3或[Al2O3].(CaO)x等;在表面裂纹的断口微观组织中有大量的致密疲劳辉纹和泥状腐蚀形貌,次表面裂纹断口也有疲劳辉纹,表明辙叉表面的剥落掉块为表面的腐蚀疲劳和次表面的接触疲劳所致。疲劳裂纹往往从氧化铝、氧化钙等颗粒状夹杂物或组织不均匀处萌生,表面裂纹与切应力成锐角向表层下扩展,次表面裂纹斜向表面扩展,当表面裂纹与次表面裂纹相互连接时,被裂纹包围的金属块即产生剥落,形成剥落坑。     

高锰钢辙叉机械冲击预硬化工艺研究

为提高高锰钢辙叉的耐磨性能和抗变形能力,利用自制的机械冲击预硬化设备对高锰钢辙叉表面进行预硬化处理。适合高锰钢辙叉服役条件的最佳机械冲击硬化工艺如下所述,将高锰钢辙叉待硬化表面加热到300℃,利用冲击能量为50 J的机械装置冲击辙叉工作面,每个硬化点冲击时间大于10 s,相邻硬化点边缘距离小于3 mm。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后获得硬化层深度大于15 mm、表层硬度约为48 HRC、亚表层硬度梯度平缓过渡的理想硬化效果。亚表层硬度梯度平缓过渡是由于高锰钢辙叉被加热到300℃后,屈服强度降低,机械冲击后塑性变形区厚度增加所致。同时,在300℃冲击变形过程中高锰钢微观组织发生动态回复,降低了辙叉表层硬度,使硬化效果更适合铁路辙叉服役。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后使用寿命明显提高。     

高锰钢多次冲击疲劳特性的研究

目前我国铁路道岔中高锰钢辙叉的使用寿命与国际先进水平相比还有一定差距。主要是辙叉使用过程中,在没有达到磨耗极限前因出现裂纹而失效。高锰钢辙叉的受载情况比较复杂,它的受载情况与多次冲击疲劳的情况极为相近,而传统的常规机械性能却不能很好的反映辙叉的实际受载状态。为研究高锰钢辙叉在使用过程中裂纹萌生、扩展及断裂的规律性及其特点,以及碳化物和杂质含量对     

Mo合金化处理对高锰钢磨损行为的影响

高锰钢是应用最广泛的耐磨材料之一,随着服役条件的不断恶化,传统高锰钢已经无法满足使用要求。对传统高锰钢Mn13进行Mo合金化处理获得Mn13Mo钢,通过金相显微镜、扫描电镜和EBSD等分析手段,对比研究Mn13Mo钢和Mn13钢在室温下的拉伸力学性能以及在相同磨损条件下的摩擦磨损行为。研究结果表明Mo能显著细化高锰钢晶粒,降低奥氏体层错能。在变形过程中Mn13Mo钢更易激活孪晶,形成更高密度的形变孪晶,展现出高强度和高的延伸率。在磨损试验中,Mn13Mo钢因其优异的加工硬化能力和塑性,形成高硬度的硬化表面和更深的应变层,展现出更佳的耐磨性能,并且在表面形成了硬化与磨损的动态平衡,磨损时间越长,其耐磨性优势更加明显。研究成果对高锰钢合金化处理有指导意义和参考价值。     

稀土在高锰钢中脱硫、脱磷效果的研究

高锰钢辙叉是我厂的主导产品,有50多个品种,年产6000件以上。在现场使用过程中高锰钢辙叉出现初期磨耗量较大、叉尖部位剥落掉块等质量问题,致使辙叉使用寿命降低。     

两种不同组织类型相同强度级别低合金高强钢的耐磨性

利用摩擦磨损试验机和自由磨料式腐蚀磨损试验机,在不同的润滑、载荷和腐蚀条件下,对两种组织类型不同、但抗拉强度同为700 MPa级别的S700和M700低合金高强度钢的滑动耐磨性和腐蚀耐磨性进行了研究,并分析了磨损机理。结果表明:S700钢的组织为铁素体+贝氏体,M700钢的组织为铁素体+珠光体;S700钢的硬度略高于M700钢的;在相同的滑动磨损条件下,S700钢的磨损量小于M700钢的;试验钢在酸性溶液中的腐蚀耐磨性均较差;在相同的腐蚀磨损条件下,S700钢的腐蚀耐磨性优于M700钢的;两种试验钢的滑动磨损机制主要是微观切削和塑性变形,酸性条件下的腐蚀磨损形貌为大面积的腐蚀坑且伴随剥落,而碱性条件的则以微观切削为主,并伴有少许的剥落。     

爆炸硬化ZGMn13Cu2NV钢辙叉的组织和性能

为提高高锰钢辙叉的初期抗磨损和抗变形能力,采用自行研制的黑索金(RDX)塑性片状炸药,对ZGMn13Cu2NV钢辙叉表面进行爆炸预硬化处理.系统地研究爆炸硬化处理ZGMn13Cu2NV钢辙叉硬化层组织结构、力学性能以及实际使用寿命,从而确定ZGMn13Cu2NV钢辙叉爆炸硬化处理最佳工艺.结果表明,利用厚度为3 mm的RDX炸药爆炸2次,并且两次起爆点错位20 mm以上,可获得ZGMn13Cu2NV钢辙叉理想爆炸硬化效果.ZGMn13Cu2NV钢辙叉表面爆炸硬化的机理是形变孪晶硬化,爆炸硬化处理可使ZGMn13Cu2NV钢辙叉实际寿命提高30%以上.     

准贝氏体铸钢磨粒磨损性能研究

研究了铸造贝氏体钢的磨粒磨损性能。结果表明,该钢具有较高的耐磨性,经与高锰钢耐磨性对比试验,准贝氏体铸钢可以代替高锰钢作为耐磨件     

激冷铸铁挺杆擦伤和异常磨损失效分析

剥落、擦伤和磨损是在高接触应力、滚动-滑动运动状态下的凸轮挺杆表面所产生的主要失效形态。未经淬火回火处理的激冷铸铁挺扦容易发生端面剥落。经过淬火回火处理之后,和感应淬火的45钢凸轮配对,其抗剥落能力已显著地提高,影响寿命的主要失效形态变成了端面擦伤和异常磨损。本文首先叙述了挺杆的几种擦伤失效特征及其产生的主要原因,然后分析说明擦伤失效过程和磷化层在走合过程中的变化,最后从失效分析的角度提出了     

热轧高锰钢Mn13的冲滚磨料磨损性能

在M2000摩擦磨损试验机上,研究以煤矸石为磨料时热轧高锰钢Mn13冲滚耦合的磨料磨损性能,利用XRD和SEM分析其组织转变及磨损机制。实验结果表明,在较高冲滚载荷下,热轧Mn13钢表现出更好的抗冲滚磨料磨损性能;冲滚磨料磨损表面存在一定厚度的硬化层,且随冲滚载荷的增加,磨损面硬度增加,硬化层厚度增大,形变孪晶和马氏体相变是其加工硬化和耐磨损性能改善的主要原因;低载荷冲击时,磨损机制主要表现为凿削磨损并伴随犁沟切削磨损,较高载荷冲击时,磨损机制凿削磨损和犁沟划伤过渡到疲劳剥落和凿削磨损。     

车轮钢摩擦副滚动摩擦磨损特性研究

在NENE-2型磨损试验机上利用往复滚动试验装置研究了不同制动状态下车轮钢的滚动摩擦磨损特性。结果表明:不同滚滑状态下的切向摩擦力是变化的,随制动力的增加,滚动摩擦副对应的摩擦因数和摩擦阻力相应增大;平面试样的表面磨痕形貌由于切向摩擦力的变化而明显不同;随切向摩擦力的增大滚动磨损机制亦发生改变,从磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,磨损加剧且磨痕深度变大。     

介稳奥氏体锰钢耐冲击磨粒磨损性能及磨面组织

利用冲击磨粒磨损试验结合扫描电镜、透射电镜和穆斯堡尔谱等分析手段研究了介稳奥氏体锰钢的耐磨性和磨损机制。结果表明,介稳奥氏体锰钢在某一冲击功下具有最佳耐磨性。在磨损过程中磨面诱发生产两类马氏体,无碳马氏体和合金马氏体。最耐磨时的磨面组织为合金奥氏体和无碳马氏体的混合组织。     

热轧、低温回火态1250MPa级新型贝氏体耐磨钢板的组织和性能

研究了热轧、低温回火状态1250MPa级新型贝氏体耐磨钢板的组织和力学性能,测试了埋弧焊和CO2焊焊接接头的力学和机械加工性能。结果表明：轧态、低温回火耐磨板的组织由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成,具有较高的力学性能、较高的回火抗力、良好的焊接性能和机械加工性能。     

M35与GCr15干摩擦磨损性能的研究

在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上,对M35高速钢进行干滑动摩擦磨损试验,利用SEM(扫描电镜)观察并分析摩擦面磨损形貌及磨损机理。结果表明,M35高速钢在与GCr15滚动轴承合金钢配副干摩擦条件下,随着速度的增加,摩擦因数先降低后升高,然后再降低。当摩擦热累积达到一定值后,摩擦表面产生严重塑性变形和化学变化,摩擦副表面产生氧化磨损、粘着磨损、磨粒磨损和犁沟磨损,形成转移润滑膜,此时摩擦因数较低,磨损率也相对较低。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

MoSi2/淬火45钢的干摩擦磨损性能

采用M-2型磨损试验机研究了MoSi2/淬火45钢的干摩擦磨损特性，并通过对电子扫描显微镜（SEM）和X射线衍射仪观察了试件的磨损表面形貌，分析了磨屑的成分，探讨了其摩擦磨损机理。结果表明，随着载荷的增大，摩擦机理主要表现为微观滑动和粘着效应，低载荷下的磨损机制以疲劳磨损为主，高载荷下的磨损机制主要表现为粘着磨损。     

Analysis of wear mechanism and influence factors of drum segment of hot rolling coiler

Because the work environment of segment is complex, and the wear failures usually happen, the wear mechanism corresponding to the load is a key factor for the solution of this problem. At present, many researchers have investigated the failure of segment, but have not taken into account the compositive influences of matching and coiling process. To investigate the wear failure of the drum segment of the hot rolling coiler, the MMU-5G abrasion tester is applied to simulate the wear behavior under different temperatures, different loads and different stages, and the friction coefficients and wear rates are acquired. Scanning electron microscopy(SEM) is used to observe the micro-morphology of worn surface, X-ray energy dispersive spectroscopy(EDS) is used to analyze the chemical composition of worn surface, finally the wear mechanism of segment in working process is judged and the influence regulars of the environmental factors on the material wear behaviors are found. The test and analysis results show that under certain load, the wear of the segment changes into oxidation wear from abrasive wear step by step with the temperature increases, and the wear degree reduces; under certain temperature, the main wear mechanism of segment changes into spalling wear from abrasive wear with the load increases, and the wear degree slightly increases. The proposed research provides a theoretical foundation and a practical reference for optimizing the wear behavior and extending the working life of segment.     

表面具有焊层的45~#钢冲击磨损的实验研究

使用杠杆原理式冲击磨损实验台及表面形貌仪等研究冲击载荷作用下表面具有不锈钢焊层的45#钢的表面损伤行为。实验工况分干接触及2种不同黏度的润滑油润滑3种接触方式,研究在不同冲击次数条件下,材料表面的损伤情况,并探讨不同黏度润滑油对冲击磨损机制的影响。结果表明:不锈钢焊层对45#钢基体起到了良好的保护作用,润滑油的存在会在一定程度上抑制冲击所造成的塑性变形,使冲击凹坑呈现出与干接触时不同的表面形貌;随冲击次数的不同,材料的损伤机制主要是黏着磨损、疲劳破碎及疲劳剥落;在材料损伤的各个阶段均伴有塑性变形的出现。     

铸态含无碳化物贝氏体中锰钢

中锰钢（含1.0%～1.8%C,5.0%～9.0%Mn,0.6%～1.5%Si）在铸态下即可得到无碳化物贝氏体相。在冷却的过程中,当冷却速度大于40℃/min时,室温组织为奥氏体与碳化物;当冷却速度小于20℃/min时,室温组织为无碳化物贝氏体、珠光体、奥氏体与碳化物。无碳化物贝氏体主要是在624～200℃之间形成。在砂型中浇注壁厚大于15mm的铸件时,即可行到大量无碳化物贝氏体,该铸钢具有较佳的硬度,韧度与耐磨性。