固溶处理对新型全奥氏体高锰低温钢微观组织、力学性能及摩擦性能的影响

作     者：孙士斌 陈文聪 王东胜 陈晓秋 宋嘉琪 王海丰 常雪婷 SUN Shibin;CHEN Wencong;WANG Dongsheng;CHEN Xiaoqiu;SONG Jiaqi;WANG Haifeng;CHANG Xueting

作者机构：上海海事大学物流工程学院上海201306 上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 

出 版 物：《摩擦学学报（中英文）》 (Tribology)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：655-665页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFB3705303) 上海市科委技术标准项目(21DZ2205700) 上海市教委“曙光”计划项目(19SG46) 科技部国际合作交流项目(CU03-29) 上海深海材料工程技术中心资助项目(19DZ2253100)资助 

主　　题：全奥氏体高锰钢 固溶处理 微观组织 力学性能 耐磨性能 

摘      要：针对新型奥氏体高锰低温钢在LNG (Liquefied natural gas)储罐应用中的磨损问题,本文中研究了不同固溶处理温度对微观组织、力学性能和耐磨性能影响以及三者之间的关联性.将25Mn高锰钢分别在950、1 000、1 050以及1 100℃下固溶处理0.5 h,并采用光学显微镜、白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱仪对试样的微观组织、磨损轮廓和磨痕形貌进行了表征.结果表明:随着固溶处理温度的升高,高锰钢的表面硬度逐渐下降,1 100℃固溶处理后钢材硬度降到最低,约为261 HV.另外,钢材的抗拉强度随固溶温度升高先增大后减小,其中在1 000℃下展现出最优的抗拉强度、屈服强度及应变硬化速率.在摩擦性能测试结果中可以看出,高锰钢表面平均摩擦系数随着固溶处理温度先增大后减小再增大,在1 000℃时因发生氧化摩擦而降到最低,约为0.39,磨损率为0.49‰,表现了最优的耐磨性能.这主要是由于1 000℃热处理后的高锰钢磨痕表面密布颗粒均匀的碳化物,导致磨损后的硬度增大近50.6%,磨损机理从颗粒磨损与疲劳磨损结合转变为黏着磨损为主,颗粒磨损为辅.