梯度組織對耐磨性的影響

1、目錄目錄目錄目錄梯度組織對耐磨性的影響梯度組織對耐磨性的影響冶金工程研究院目錄目錄目錄目錄一、概述 1、磨損的機(jī)理 不同的工況，磨損的機(jī)理也不同，影響的因素有很多過程也是非常復(fù)雜。磨損機(jī)理一般有磨粒磨損、黏著磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損等。其中，磨粒磨損最普遍，在零件磨損失效中約占50% , 黏著磨損約占1%,腐蝕磨損約占8%。 磨損是機(jī)械的主要失效形式之一磨損是機(jī)械的主要失效形式之一目錄目錄目錄目錄一、概述2、耐磨鋼耐磨損性能強(qiáng)的鋼鐵材料的總稱。對于一定的磨損工況，影響鋼耐磨性的內(nèi)在因素主要有化學(xué)成分、組織、性能等。耐磨鋼常用的有兩類：高錳鋼和低合金耐磨鋼。目錄 高錳鋼 高錳鑄鋼化

2、學(xué)成分的特點是高C、高M(jìn)n（10%14%Mn，0.9%1.4%C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），還加入了Cr、Mo、Ni、Ti等元素。 鑄態(tài)組織：奧氏體、碳化物、少量相變產(chǎn)物P，水韌處理后：單一的奧氏體組織。 大變形在A基體中產(chǎn)生大量層錯、形變孿晶等，阻礙位錯運動。經(jīng)強(qiáng)烈沖擊后，耐磨件表面硬度大幅度提高，硬化層深度可達(dá)10 20mm。目錄 低合金耐磨鋼 常見的合金元素：Cr，Mo，Mn，Ni。 合金元素對金屬耐磨性的影響主要通過影響顯微組織和硬質(zhì)相的多少，從而影響合金鋼的耐磨性。 耐磨性好，有良好的綜合力學(xué)性能。目錄目錄 低合金耐磨鋼的組織和熱處理 淬硬態(tài)組織： 馬氏體(包括板條馬氏休和片狀馬氏體)、貝氏體(

3、上、 下貝氏體)、殘余奧氏體和未溶碳化物等。 理想組織：a）板條馬氏體+殘余奧氏體的組織 熱處理方法：淬火+低溫回火b）下貝氏體或貝氏體+馬氏體的復(fù)合組織 熱處理方法：等溫處理或連續(xù)冷卻目錄二、梯度組織 許多結(jié)構(gòu)件會遇到各種服役條件，因而要求材料的性能應(yīng)隨構(gòu)件中的位置而不同。 梯度組織從心部到表面晶粒度梯度變化，越來越細(xì)，提高表面的耐磨性。目錄目錄三、耐磨鋼梯度組織的實現(xiàn) 1、溫度梯度軋制 軋制過程中軋件厚度方向上溫度梯度變化，以改善芯部組織和性能。 通過有限元模擬的方法計算可獲得梯度組織的晶粒尺寸。目錄 2、表面超細(xì)晶化 通過一定工藝使表面晶粒度達(dá)到0.2 m1 m ，并且在一定深度內(nèi)晶粒度

4、和硬度梯度變化。 表面超細(xì)晶化可顯著提高表面硬度和耐磨性。 常用方法：高能噴丸，超聲沖子沖擊，激光表面淬火，表面機(jī)械研磨。目錄 3、成分梯度控制 鋼材在加熱爐中加熱，向爐內(nèi)通人CO2氣體，通過反映將表面的碳脫掉，形成碳的梯度分布。目錄 通過表面滲C、Cr、Mo等元素，可實現(xiàn)硬度從表面到芯部的梯度分布。提高表面耐磨性。 如圖是鋼經(jīng)表面合金化及復(fù)合熱處理后的硬度分布曲線：目錄四、耐磨性能的檢測 磨料磨損試驗機(jī) 磨料磨損是金屬材料磨損失效的一種形式，它是金屬材料同磨料相接觸并在相對運動中金屬材料一部分脫離基體形成磨屑的過程。其特征是接觸面上有明顯的切削痕跡。使用專用的磨料磨損試驗機(jī)，先測出按標(biāo)準(zhǔn)制成的試樣的重量，然后將其裝卡于卡頭內(nèi)，并給卡頭一定的負(fù)荷，使試樣與磨料（剛玉砂紙）作相對的運動，一定行