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不同蠕化率的蠕墨铸铁滚动磨损性能研究

材料导报 2016年第14期30卷 113-116,139页

作者：武正东谷圣刚司乃潮刘光磊万浩王宏健江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

采用M-2000型摩擦磨损试验机,对不同蠕化率的蠕墨铸铁、灰铸铁和球墨铸铁在相同条件下进行滚动磨损试验,对比分析了蠕墨铸铁表面磨损形貌及其滚动磨损机理。结果表明,随着蠕化率的提高,蠕墨铸铁中石墨尺寸减小、分布更加均匀化,其硬度... 详细信息

采用M-2000型摩擦磨损试验机,对不同蠕化率的蠕墨铸铁、灰铸铁和球墨铸铁在相同条件下进行滚动磨损试验,对比分析了蠕墨铸铁表面磨损形貌及其滚动磨损机理。结果表明,随着蠕化率的提高,蠕墨铸铁中石墨尺寸减小、分布更加均匀化,其硬度和耐磨性能呈下降趋势。蠕墨铸铁滚动磨损机理以表面疲劳磨损和剥层损伤为主,磨损表面出现层状结构剥落后留下的凹坑。蠕铁中石墨虽然具有自润滑作用,但是因其本身硬度较低,在循环接触应力下破碎,成为表面疲劳的裂纹源,反而加剧了磨损。蠕墨铸铁滚动磨损性能接近球墨铸铁,而优于灰铸铁。

关键词：蠕墨铸铁蠕化率滚动磨损性能疲劳磨损

轧辊用高钒高速钢、高铬铸铁滚动磨损性能研究

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材料热处理学报 2006年第6期27卷 84-88页

作者：王强杨涤心魏世忠龙锐李炎河南科技大学河南洛阳471003 河南省耐磨材料工程技术研究中心河南洛阳471003

研究了高钒高速钢(C3%,V10%)和高铬铸铁(Cr26)两种轧辊用材料的力学性能和滚动磨损性能。应用位错理论分析了高钒高速钢、高铬铸铁中碳化物裂纹的形核和滚动磨损的循环特性对材料滚动磨损性能的影响。结果表明,碳化钒内部的纳米亚结构... 详细信息

研究了高钒高速钢(C3%,V10%)和高铬铸铁(Cr26)两种轧辊用材料的力学性能和滚动磨损性能。应用位错理论分析了高钒高速钢、高铬铸铁中碳化物裂纹的形核和滚动磨损的循环特性对材料滚动磨损性能的影响。结果表明,碳化钒内部的纳米亚结构在滚动磨损过程中能够降低裂纹形核率,高钒高速钢磨面及亚表层的循环软化能够延缓疲劳裂纹的扩展,基于以上因素,高钒高速钢滚动耐磨性是高铬铸铁的4.4倍。

关键词：滚动磨损性能循环特性再结晶组织 Orowan机制

热处理工艺对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响

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铸造 2007年第9期56卷 970-974页

作者：白万真魏世忠龙锐徐流杰董占武杨雄河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 河南省耐磨材料工程技术研究中心河南洛阳471003

研究了20种热处理工艺对高钒高速钢的硬度、冲击韧性、残余奥氏体量与滚动磨损性能的影响,并利用SEM对其显微组织进行了分析,筛选出了适合滚动磨损的热处理工艺。研究结果表明:淬火温度升高,其残余奥氏体量升高;回火温度升高,其残余奥... 详细信息

研究了20种热处理工艺对高钒高速钢的硬度、冲击韧性、残余奥氏体量与滚动磨损性能的影响,并利用SEM对其显微组织进行了分析,筛选出了适合滚动磨损的热处理工艺。研究结果表明:淬火温度升高,其残余奥氏体量升高;回火温度升高,其残余奥氏体量减少。淬火温度为900～1 000℃时,回火温度对耐磨性的影响不大;1 050～1 100℃淬火,450～550℃回火时,滚动磨损性能大幅度提高。以滚动耐磨性为评价指标,综合考虑热处理工艺对力学性能、滚动耐磨性、设备损耗及生产成本的影响,最适宜的热处理工艺为:淬火加热温度1 050℃,回火温度450～550℃。

关键词：高钒高速钢热处理显微组织滚动磨损性能硬度冲击韧性

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热处理工艺对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

铸造技术 2008年第7期29卷 864-868页

作者：白万真魏世忠龙锐徐流杰董占武杨雄河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 河南省耐磨材料工程技术研究中心河南洛阳471003

通过改变高钒高速钢淬火、回火加热温度，研究了热处理工艺对其硬度、冲击韧度及滚动磨损性能的影响。利用SEM对其显微组织进行分析，筛选出合适的热处理工艺。研究结果表明：热处理工艺对碳化物的形态、分布影响不大，对基体中的残余... 详细信息

通过改变高钒高速钢淬火、回火加热温度，研究了热处理工艺对其硬度、冲击韧度及滚动磨损性能的影响。利用SEM对其显微组织进行分析，筛选出合适的热处理工艺。研究结果表明：热处理工艺对碳化物的形态、分布影响不大，对基体中的残余奥氏体量与耐磨性的影响较大。淬火温度升高，高钒高速钢的残余奥氏体量逐渐升高；回火温度升高，其残余奥氏体量逐渐减少。淬火温度在900～1000℃时，回火温度对其耐磨性影响较小；淬火温度在1050～1100℃时，450～550℃回火，滚动磨损性能提高较大。以滚动耐磨性为评价指标，综合考虑热处理工艺对力学性能、滚动耐磨性、设备损耗及生产成本的影响，最适宜的热处理工艺为：淬火加热温度1050℃，回火温度450～550℃。

关键词：高钒高速钢热处理工艺显微组织滚动磨损性能硬度冲击韧度

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不同蠕化率的蠕墨铸铁滚动磨损性能研究

不同蠕化率的蠕墨铸铁滚动磨损性能研究

作者：武正东江苏大学

学位级别：硕士

重型车辆在国民经济中扮演越来越重要的角色,对其需求量也在不断增大。现代柴油发动机要求高的功率、轻的质量以及轻薄化的体积。蠕墨铸铁具有优良的铸造性能,较高的力学性能,完全能满足复杂、厚度不均的发动机缸体的使用要求。发动机... 详细信息

重型车辆在国民经济中扮演越来越重要的角色,对其需求量也在不断增大。现代柴油发动机要求高的功率、轻的质量以及轻薄化的体积。蠕墨铸铁具有优良的铸造性能,较高的力学性能,完全能满足复杂、厚度不均的发动机缸体的使用要求。发动机工作过程中各运动副的运动表面产生剧烈的摩擦,其中缸体缸盖磨损形式复杂,属于滚滑复合磨损形式。所以探讨蠕墨铸铁的滚动磨损性能就显得特别有意义。柴油发动机缸体缸盖形状复杂且壁厚不均,导致在铸造过程中冷却速度不一样,得到不同的蠕化率。目前学界对于蠕墨铸铁的滚动磨损性能,特别是蠕化率作为影响因素的研究报道不多,所以把蠕化率作为一个变量来研究蠕墨铸铁的滚动磨损性能具有一定的实际意义。本文研究了不同蠕化率的蠕墨铸铁的组织和力学性能,并研究了在干摩擦和油润滑两种条件下的蠕墨铸铁的滚动磨损性能,得到的主要结论如下:1.随着蠕化率的升高,蠕虫状石墨分布更加均匀。随着蠕化率的增加,蠕墨铸铁的抗拉强度、延伸率及硬度直线下降。蠕60试样抗拉强度为513MPa,延伸率为4%,硬度为272HB;蠕90试样抗拉强度为452MPa,延伸率为1%,硬度为239HB。灰铸铁试样抗拉强度为200MPa,延伸率为0.5%,硬度为220HB;球墨铸铁试样抗拉强度为547MPa,延伸率为4%,硬度为280HB。2.油润滑条件下,随着蠕化率的上升,磨损量呈直线上升趋势,蠕墨铸铁滚动磨损性能明显下降。蠕60试样与蠕90试样在400N载荷下,两者磨损量相差6.6%。二者在高载荷1000N,磨损量相差达到了17.3%。在恶劣工况条件下,蠕化率对蠕墨铸铁滚动磨损性能影响更大。油润滑条件下,蠕墨铸铁试样滚动磨损属于典型的疲劳磨损形式。3.干摩擦条件下,在一定范围内,随着蠕化率的提高,磨损量呈直线上升趋势。蠕60试样与蠕90试样在400N载荷下,两者磨损量相差2.1mg,达到7.2%,二者在高载荷1000N下,磨损量相差反而缩小到1.4mg,约为3.9%。在干摩擦严酷工况下,蠕化率对蠕墨铸铁滚动磨损性能影响降低。在干摩擦条件下,磨损产生的高温促使两摩擦表面发生粘着现象,其磨损机制为粘着磨损。4.随着蠕化率的提高,蠕墨铸铁的硬度和耐磨性能呈明显下降趋势。蠕化率低的蠕墨铸铁试样接近球墨铸铁试样;反之,蠕化率高的蠕墨铸铁试样和灰铸铁试样在硬度和耐磨性表现得更为接近。球墨铸铁试样磨损量最小,为蠕铁试样磨损量77.8%;灰铁的磨损量最大,接近蠕铁试样的2.6倍。三种铸铁亚表层由于在滚动磨损过程中受到挤压,其中灰铁中片状石墨尖端出现微裂纹,延伸到磨损表面;蠕铁、球铁中石墨无变形。灰铁亚表面出现明显变形,片状石墨尖端形成微裂纹向基体内延伸,同时石墨相发生脱落现象,其亚表面顶端磨面上出现磨损后的凹坑。5.蠕墨铸铁中石墨相虽然在磨损过程中有着自润滑的作用,但是因其本身硬度较低在循环接触应力下破碎,成为表面疲劳的裂纹源,反而加剧了蠕铁的磨损。试样表面承受高载循环应力,与大气接触比表面积增加,吸附氧的能力增强,产生氧化磨损。在摩擦过程中生成的大量的热,影响了润滑效果,形成大量的氧化层,加快磨屑的生成,使蠕墨铸铁的耐磨性能下降。

关键词：蠕墨铸铁蠕化率滚动磨损性能表面疲劳磨损

热处理对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响

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热处理对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响

作者：白万真河南科技大学

学位级别：硕士

本文以河南省耐磨材料工程技术研究中心开发的一种成分的高钒高速钢为基础，在淬火温度为900～1100℃，回火温度为250～600℃的条件下进行热处理，测定热处理后试样的机械性能;利用自制的模拟冷轧辊实际工况的WM-1型滚动磨损试验机，测... 详细信息

本文以河南省耐磨材料工程技术研究中心开发的一种成分的高钒高速钢为基础，在淬火温度为900～1100℃，回火温度为250～600℃的条件下进行热处理，测定热处理后试样的机械性能;利用自制的模拟冷轧辊实际工况的WM-1型滚动磨损试验机，测定经不同热处理工艺处理后试样的滚动磨损性能;应用SEM，分析了热处理工艺对其显微组织的影响;应用X射线衍射仪测量了高钒高速钢的残余奥氏体含量;并采用SEM和TEM，探讨了高钒高速钢滚动磨损机制。经过研究分析、归纳，得到以下的结论：热处理对高钒高速钢中碳化物的形态、类型、分布影响较小;对基体组织，尤其是马氏体和残余奥氏体的相对含量影响较大。淬火加热温度升高，高钒高速钢的残余奥氏体量升高，马氏体量降低;回火温度升高，其残余奥氏体量减少。热处理后，高钒高速钢的硬度在（51～66.5）HRC之间波动。高温淬火（高于1050℃），高温回火（高于500℃），硬度得以提高。热处理后，高钒高速钢的冲击韧性值在（6～12）J／cm波动。低温淬火（低于950℃），不论在什么温度回火，冲击韧性值均较低。1100℃高温淬火，250℃回火，冲击韧性最高;1050～1100℃淬火，450～550℃回火，冲击韧性得以较大地提高。淬火加热温度对滚动磨损性能有重要的影响。淬火加热温度升高，滚动耐磨性提高;但耐磨性数据波动范围加大。淬火温度为900～1000℃时，回火温度对耐磨性的影响不大;淬火温度为1050～1100℃时，回火温度对耐磨性的影响较大。1100℃淬火，450℃回火时，滚动耐磨性最好;550℃回火，耐磨性居第2位。1050℃淬火，550℃回火，耐磨性也较大的提高。以滚动耐磨性为评价指标，综合考虑热处理工艺对硬度、冲击韧性、滚动耐磨性及设备损耗、生产成本的影响，最适宜的热处理工艺为：淬火加热温度1050℃，回火温度450～550℃。本文采用X射线衍射仪测量残余奥氏体量，分析了残余奥氏体量对高钒高速钢硬度、冲击韧性和滚动磨损性能的影响：硬度与钢的残余奥氏体量呈开口向下的二次曲线关系，残余奥氏体量在45～55（Vol.％）时，硬度达峰值。残余奥氏体量过多过少时，都使高钒高速钢的硬度下降;冲击韧性与残余奥氏体量近似呈线性关系，残余奥氏体量增加，冲击韧性升高;耐磨性与残余奥氏体量之间呈开口向上的二次曲线，残余奥氏体量增加，耐磨性逐渐升高。但与此同时，耐磨性数据波动范围明显加大。综合考虑残余奥氏体量对其滚动耐磨性、耐磨性数据波动范围，以及硬度、冲击韧性等的影响，残余奥氏体量以45～55（Vol.％）为宜，有利于提高其滚动磨损性能，其相应的淬火温度为1050℃，回火温度为450～550℃。测量了残余奥氏体量在磨损前后的变化，发现滚动磨损后，高钒高速钢中的部分残余奥氏体转化为马氏体，使裂纹源附近材料强度提高，增加裂纹扩展阻力，提高接触疲劳寿命，为进一步揭示接触疲劳机制打下基础。

关键词：高钒高速钢热处理工艺显微组织滚动磨损性能滚动磨损机制

45^#钢／GCr15钢摩擦副的滚动磨损特性研究

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摩擦学学报 2001年第1期21卷 33-36页

作者：刘启跃周仲荣石心余西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031

通过对液压式试验台夹具进行改造 ,研制了往复滚动试验装置 ,以实现对运动位移和表面摩擦力的精确控制 .利用该装置考察了表面摩擦力变化对 45 #钢 / GCr15钢摩擦副滚动磨损特性的影响 .结果表明 :随着表面摩擦力的增加 ,钢的滚动磨损... 详细信息

通过对液压式试验台夹具进行改造 ,研制了往复滚动试验装置 ,以实现对运动位移和表面摩擦力的精确控制 .利用该装置考察了表面摩擦力变化对 45 #钢 / GCr15钢摩擦副滚动磨损特性的影响 .结果表明 :随着表面摩擦力的增加 ,钢的滚动磨损明显加剧 ,磨损机制亦发生变化 .

关键词： 45^#钢 GCR15钢滚动磨损性能滚动接触