熱作模具鋼的氧化磨損行為及磨損機(jī)制.pdf

1、氧化磨損是一種普遍存在的金屬磨損失效形式和磨損機(jī)制，也是熱作模具的主要失效形式之一，改善熱作模具鋼的耐磨性是進(jìn)一步提高熱作模具壽命的關(guān)鍵。研究不同工況條件和熱處理工藝下熱作模具鋼氧化磨損行為及磨損機(jī)制，不僅有助于提高模具鋼的耐磨性，而且為新型模具鋼的合金成分設(shè)計(jì)和熱處理工藝選擇提供理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)于豐富和完善摩擦學(xué)理論具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。
　　 本文系統(tǒng)研究了兩種典型熱作模具鋼(H13和H21鋼)的顯微組織對(duì)磨損性能的影響規(guī)律和

2、不同工況條件下熱作模具鋼的磨損行為。通過對(duì)磨面、磨面剖面和磨屑的形貌、結(jié)構(gòu)和成分的觀察和測(cè)試，分析了磨損表面氧化物的形成、剝落及作用，深入探討了氧化磨損機(jī)制，給出了氧化物層、基體組織與磨損機(jī)制和耐磨性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出了一種新的氧化磨損模型，對(duì)氧化磨損理論給予了補(bǔ)充。
　　 給出了熱作模具鋼耐磨性與顯微組織的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)載荷較低或處于輕微磨損時(shí)，不同顯微組織鋼的耐磨性相近；而在較高載荷或超出輕微磨損時(shí)，顯微組織對(duì)耐磨性有顯著影響。

3、正常溫度淬火回火鋼耐磨性較高，其耐磨性按回火索氏體、回火馬氏體、回火屈氏體的順序依次提高。二次硬化提高耐磨性，回火脆性嚴(yán)重?fù)p害耐磨性?？梢姡摰母邷啬湍バ匀Q于鋼的強(qiáng)韌性配合和熱穩(wěn)定性。給出了不同工況條件下熱作模具鋼的磨損行為及磨損機(jī)制。室溫下主要以粘著磨損為主，隨著溫度升高，磨損機(jī)制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸p，200℃為典型的氧化輕微磨損，其磨損率明顯低于室溫和400℃，400℃下主要為氧化嚴(yán)重磨損，其主要磨損形式為氧化剝層磨損，這時(shí)基體塑性

4、變形或熱軟化導(dǎo)致磨面氧化物剝落增加，甚至出現(xiàn)從亞表面基體內(nèi)部的剝落，并伴隨著氧化物層從單層向多層轉(zhuǎn)化，最后出現(xiàn)磨損表面的塑性流動(dòng)，從輕微磨損進(jìn)入嚴(yán)重磨損。結(jié)果表明，熱作模具鋼高溫耐磨性取決于摩擦氧化物(厚度、形貌)和基體(軟化程度)的共同作用，厚的單層氧化物和足夠的基體強(qiáng)度保證高的耐磨性，推遲輕微-嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變。提出了氧化剝層磨損模型，其不同于Quinn等和Wilson等的氧化磨損理論和Suh的剝層磨損理論，很好的簡(jiǎn)述了嚴(yán)酷工況條件下鋼