梯度組織對(duì)耐磨性的影響

1、目錄目錄目錄目錄梯度組織對(duì)耐磨性的影響梯度組織對(duì)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(guò)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(duì)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(diǎn)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：?jiǎn)我坏膴W氏體組織。 大變形在A基體中產(chǎn)生大量層錯(cuò)、形變孿晶等，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。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(duì)金屬耐磨性的影響主要通過(guò)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(huì)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(lái)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(shí)現(xiàn) 1、溫度梯度軋制 軋制過(guò)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(guò)有限元模擬的方法計(jì)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(guò)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(guò)反映將表面的碳脫掉，形成碳的梯度分布。目錄 通過(guò)表面滲C、Cr、Mo等元素，可實(shí)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(cè) 磨料磨損試驗(yàn)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(duì)運(yùn)動(dòng)中金屬材料一部分脫離基體形成磨屑的過(guò)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(yàn)機(jī)，先測(cè)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(duì)的運(yùn)動(dòng)，一定行