低碳低合金钢摩擦磨损性能研究

发布时间：2017-04-13 07:06

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【摘要】：本文主要对低碳低合金钢(即系列钢：H40、N4-2、N5-3、N7-2及T1-1钢)干滑动摩擦磨损性能及其磨损机理进行了研究。本实验以GCr15为对磨材料,利用MG2000销-盘式磨损试验机测试了材料的磨损率及摩擦系数,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度仪等现代分析仪器对磨面、亚表层形貌及其纵向硬度分布进行了分析。系统分析了载荷、滑动速度等因素对干滑动摩擦磨损性能的影响,并探讨了不同低碳低合金钢的磨损机理。 在相同的磨损条件下,N5-3钢和H40钢的磨损性能最差,其原始组织为回火马氏体。T1-1钢的原始组织为铁素体和贝氏体,强度及断裂韧性都较好,故其耐磨性最好。N4-2、N7-2钢的原始组织都是马氏体和残余奥氏体,耐磨性相差不大。 系列钢的磨损率都随载荷的增加而增加,其变化规律相似。滑动速度相同时,摩擦系数及其波动幅度均随载荷的增加而减小。随着滑动速度的增加,系列钢的磨损量随之增大,在滑动速度为1.0m/s时达到峰值。载荷相同时,摩擦系数随滑动速度的变化规律与磨损量的变化规律相反,摩擦系数的波动幅度随滑动速度的增加而减小。 系列钢的磨损机理相似。磨损表面相对平整,有少量犁沟及粘着痕迹。磨面随着摩擦的进行氧化现象明显,氧化程度随着载荷及滑动速度的增加而加剧。磨面亚表层存在塑性流变区,其厚度随载荷的增加而增加；磨面亚表层的形变硬化层厚度也随载荷的增加而增加,厚度约为150-200μm。系列钢均以氧化磨损、磨粒磨损为主,粘着磨损共同作用的磨损机制。
【关键词】：低碳低合金钢 摩擦磨损 力学性能 磨损机制
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG142.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外耐磨材料的研究10-14
• 1.2.1 耐磨白口铸铁10-13
• 1.2.2 耐磨铸钢13-14
• 1.3 磨损机理14-18
• 1.3.1 粘着磨损14-15
• 1.3.2 磨料磨损15
• 1.3.3 疲劳磨损15-16
• 1.3.4 腐蚀磨损16-17
• 1.3.5 微动磨损17-18
• 1.4 影响耐磨材料的耐磨性的主要因素18-22
• 1.4.1 外部因素18-20
• 1.4.2 内部因素20-22
• 1.5 本课题研究目的及主要研究内容22-23
• 1.5.1 课题的研究目的22
• 1.5.2 本课题研究主要内容22-23
• 2 实验方法23-27
• 2.1 实验材料及设备23-24
• 2.1.1 实验材料23
• 2.1.2 试样制备23
• 2.1.3 实验仪器及设备23-24
• 2.2 磨损试验24-27
• 2.2.1 干滑动摩擦实验过程24-25
• 2.2.2 摩擦学参数的测定25-26
• 2.2.3 常温下的干摩擦方案26-27
• 3 实验结果与分析27-38
• 3.1 金相组织分析27-28
• 3.2 耐磨材料的硬度28
• 3.3 载荷、速度对干滑动磨损性能的影响28-38
• 3.3.1 概述28-29
• 3.3.2 载荷对干滑动磨损性能的影响29-33
• 3.3.3 滑动速度对干滑动磨损性能的影响33-38
• 4 磨损机理分析38-68
• 4.1 磨损面组织结构变化38-41
• 4.1.1 金属摩擦表面层38-39
• 4.1.2 金属表面裂纹的产生39-41
• 4.1.3 金属亚表层裂纹的产生41
• 4.2 磨屑对磨损性能产生的影响41-43
• 4.3 H40钢磨损机理分析43-48
• 4.3.1 磨损表面形貌观察与分析43-46
• 4.3.2 磨面亚表层形貌观察及显微硬度分布46-47
• 4.3.3 H40钢磨损机理分析小结47-48
• 4.4 N4-2钢磨损机理分析48-53
• 4.4.1 磨损表面形貌观察与分析48-51
• 4.4.2 磨面亚表层形貌观察及显微硬度分布51-52
• 4.4.3 N4-2钢磨损机理分析小结52-53
• 4.5 N5-3钢磨损机理分析53-58
• 4.5.1 磨损表面形貌观察与分析53-56
• 4.5.2 磨面亚表层形貌观察及显微硬度分布56-57
• 4.5.3 N5-3钢磨损机理分析小结57-58
• 4.6 N7-2钢磨损机理分析58-63
• 4.6.1 磨损表面形貌观察与分析58-61
• 4.6.2 磨面亚表层形貌观察及显微硬度分布61-62
• 4.6.3 N7-2钢磨损机理分析小结62-63
• 4.7 T1-1钢磨损机理分析63-68
• 4.7.1 磨损表面形貌观察与分析63-66
• 4.7.2 磨面亚表层形貌观察及显微硬度分布66-67
• 4.7.3 T1-1钢磨损机理分析小结67-68
• 5 结论68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 附录75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：303050