驱动机构用高强高韧马氏体不锈钢耐磨性能研究

发布时间：2020-03-23 13:55

【摘要】：滚轮和丝杠作为驱动机构中的关键传动部件,磨损是其主要失效形式。在特殊的工况条件下(如核电机组),对驱动机构安全稳定性的要求进一步提高。为了满足驱动机构长寿命高可靠性的需求,课题组自主研发了滚轮材料(GL合金)与丝杠材料(SG合金),属于新型高强高韧马氏体不锈钢,具有较好的综合力学性能。但对于两种材料耐磨性能匹配性的研究还未进行,因此本文对滚轮材料与丝杠材料耐磨性能进行了初步评价。本文通过对GL和SG合金的热处理制度进行调整,研究了固溶处理、深冷处理对GL合金与回火处理对SG合金综合力学性能和微观组织的影响,并结合球-盘接触磨损试验对不同硬度SG合金的耐磨性能以及利用滚动对磨试验对不同硬度差的两种合金耐磨匹配性进行了研究。热处理试验结果表明,深冷处理能使GL合金的残余奥氏体转变更加完全,提高材料的强度和硬度。-192℃深冷处理2.5h的GL合金,综合力学性能最佳;在1070℃固溶处理的GL合金的力学性能最佳;回火温度过高,会导致马氏体板条粗大,降低材料的韧性和硬度,480℃回火处理的SG合金综合力学性能最佳。磨损试验结果表明,材料的耐磨性能随硬度值的增加而提高,硬度值最大(48HRC)的SG-2材料耐磨性能最佳,水润滑条件下的摩擦系数都要低于干摩擦条件下的摩擦系数;重载条件下的摩擦系数小于轻载条件下的摩擦系数。硬度差最小(1HRC)的2#组合材料磨损情况最轻,耐磨匹配性最好。综合力学性能与耐磨性能分析,为GL合金和SG合金的力学性能与耐磨性能匹配热处理制度提出了建议。
【图文】：

磨粒磨损,形式,摩擦副材料,磨粒

图 1-1 磨粒磨损的几种形式我们通常认为，磨粒磨损的主要机理就是由于外界引入的硬质磨粒或摩擦身存在的硬质凸起导致的犁沟作用，也就是前期的微观切削过程。由此我现，摩擦副材料与硬质磨粒或硬质凸起之间的硬度差和载荷大小相对接触程中起着至关重要的作用。在出现磨粒磨损的过程中，根据力学知识，我们可以将作用在硬质点(引入或摩擦副表面本身存在的硬质凸起物)上的载荷分解为垂直和水平方向上的。可以认为垂直方向的分力将硬质磨粒压入摩擦副材料表层或亚表层，水分力作用在磨粒上，使其与摩擦副材料之间发生相对运动，从而使二者在程中致使摩擦副材料的表层出现犁皱或切削的现象，进而在材料的表面层沟状的磨痕。我们需要注意区分的是，对于脆性材料由于犁沟作用产生的痕是由于材料表层破碎与脱落或是裂纹扩展所致。普遍认为，磨粒磨损可以分为凿削式磨粒磨损、高应力碾碎式磨粒磨损和

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燕山大学工学硕士学位论文力擦伤式磨粒磨损。2.粘着磨损当相对接触的两物体发生相对滑动时，在材料的表面层摩擦力作用下，由于粘着效应的存在，导致两物体之间形成的粘着结合点出现剪切断裂现象，摩擦副材料在出现剪切断裂之后会出现表面材料的脱落，譬如鳞剥等，脱落的材料可能会充当磨屑、粒的作用，也可能会出现在表面的迁移现象，这一类磨损形式我们将之统称为粘着磨损[7]。粘着磨损的主要表现是在此过程中会出现摩擦副表面脱落材料的迁移运动，致使其充当磨粒并沿滑动方向擦伤材料表面，，形成不同程度沟槽状或其他形态的磨痕。图 1-2 为粘着磨损的形成过程模型。原轮廓W
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.71

【参考文献】