D2高速车轮钢在滑动磨损下的白层形成与剥落

作     者：陶贵闯 赵秀娟 潘金芝 潘睿 任瑞铭 TAO Guichuang;ZHAO Xiujuan;PAN Jinzhi;PAN Rui;REN Ruiming

作者机构：大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028 大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室辽宁大连116028 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2018年第38卷第4期

页      面：437-444页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展规划项目(973)(2015CB654802)资助 

主　　题：D2高速车轮钢 滑动磨损 白层 形成 剥落 

摘      要：通过对不同转数滑动磨损后的D2高速车轮钢进行表面形貌和微观组织观察与分析,研究白层形成、发展与剥落过程以及他们之间的联系.结果表明:随着滑动磨损转数的增加,试块表面磨损方式由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损,同时在磨损表面形成纳米晶白层.该白层由铁素体纳米晶和极少量渗碳体小颗粒组成,其形成机制属于塑性变形机制.从横截面角度观察,白层的形成过程主要分为五个阶段:1)在磨损犁沟内出现月牙形塑性变形层,铁素体发生细化;2)磨损表面形成相对均匀的严重塑性变形层,渗碳体碎化成短棒状甚至是颗粒状;3)犁沟内形成厚度小于1μm的白层,其内组织为纳米级的铁素体和渗碳体小颗粒;4)犁沟内白层增厚成月牙形;5)相邻犁沟内的月牙形白层相互连接,厚度可达10μm.白层剥落过程如下:主要在脊缘处产生裂纹源,表面裂纹沿着与摩擦力成30°~45°方向向犁沟内扩展并交汇,在表层沿着白层与变形层交界处或白层内部扩展,最后使表层金属分层甚至出现金属薄片(含有白层)剥落.