離子氮化2Cr13不銹鋼真空摩擦磨損行為研究.pdf

1、本文通過離子氮化工藝在調(diào)質(zhì)處理2Cr13不銹鋼表面得到了厚度約116μm的氮化層，并研究了氮化層的成分、顯微組織結(jié)構(gòu)、以及硬度和殘余應(yīng)力分布等特性。利用銷-盤式真空摩擦磨損試驗機對未氮化及離子氮化2Cr13不銹鋼在空氣及真空環(huán)境下進行了系統(tǒng)的摩擦磨損性能測試。分析了表面溫度、摩擦速度及載荷等因素對2Cr13不銹鋼摩擦學(xué)性能、磨損表面特征和磨損機制的影響。
　　研究結(jié)果表明，離子氮化得到了具有一定的硬度梯度分布和殘余壓應(yīng)力的氮化層。

2、氮化層由化合物層和擴散層組成，化合物層的相成分主要為γ′-Fe4N和ε-Fe3N。在空氣和真空摩擦過程中，未氮化試樣表現(xiàn)出較大的塑性特征。與之相比，離子氮化使空氣摩擦系數(shù)和粘著磨損程度都有所改善，且顯著地提高了真空中的耐磨性能。
　　真空摩擦系數(shù)隨速度的升高呈略有降低的趨勢。除了高速高載的條件下由于磨損從溫和磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閯儗幽p而造成較高的磨損量，速度對離子氮化2Cr13鋼的真空磨損量的影響不顯著。隨載荷的增加，摩擦系數(shù)略有降低

3、，磨損量增加，尤其在高載高速下磨損量較高。隨著速度和載荷的增大，真空磨損由磨粒磨損向輕微粘著磨損轉(zhuǎn)變，在高速高載的條件下會出現(xiàn)剝層磨損。
　　在真空中低速和低載的條件下，磨損表面具有犁溝和存在細小磨屑粒子的特征。隨著速度和載荷的提高，磨損表面會出現(xiàn)鱗片狀塑性變形形貌。高速高載下，表現(xiàn)出鱗片狀塑性變形、微裂紋及沿晶斷裂等形貌特征，并在磨損表面層出現(xiàn)了非晶，此外還發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重變形薄層和塑性流線的產(chǎn)生。摩擦表面的溫度變化與磨損機制的變化相關(guān)