18Cr2Ni4WA钢渗碳层边界润滑磨损特性

海鑫工业设备（中国）有限公司£:总:":臣蓝，:门l图218Cr2Ni4WA钢渗层中的碳含量分布图3经不同工艺处理的18Cr2Ni4WA钢渗碳层硬度分布图4经不同工艺处理的18Cr2Ni4WA钢，电解剥层测得渗层奥氏体分布磨损试验过程中，每次磨损后，试样磨损表面的奥氏体量及奥氏体中含碳量的检测结果：各种载荷下，磨损表面奥氏体量检测结果见图5。各种载荷下，磨损表面奥氏体中含碳量检测结果见图6。图518Cr2Ni4WA钢未冷处理试样不同载荷时磨损表面奥氏体分布

琶琶M證住巻嘛图618Cr2Ni4WA钢磨损时渗层中奥氏体含量的变化1.原始奥氏体2.1.89x105Pa磨损后奥氏体各种载荷和不同原始奥氏体含量下的渗碳层磨损试验结果：相同原始奥氏体含量及分布，不同载荷下的磨损试验结果见图7。不同原始奥氏体含量在相同载荷下的磨损试验结果见图8。未经冷处理试样磨损表面和电解剥层表面硬度跟踪检测结果见图9。图718Cr2Ni4WA钢未冷处理试样不同载荷下的磨损特性图818Cr2Ni4WA钢不同原始奥氏体量1.89x105Pa下的磨损特性图918Cr2Ni4WA钢未冷处理试样磨损表面和电解剥层表面硬度跟踪检测结果3试验结果分析渗层中奥氏体在摩擦过程中的诱发马氏体相变及影响因素根据电解剥层与磨削剥层表面奥氏体量及硬度检测结果（如图5和图9）可知，在摩擦磨损过程中奥氏体发生了相变。X射线晶体分析测定表面奥氏体相对含量时，观察两者的奥氏体与马氏体的衍射峰强度的变化情况，结果表明随磨损试验载荷增大，相应的奥氏体衍射峰强度降低，而马氏体衍射峰强度增大，说明上述相变是马氏体相变。由图5进一步可以看出，诱发马氏体相变量的多少主要受两个方面因素的影响，即原始奥氏体量和磨损时载荷（摩擦接触面上的应力）大小的影响。一般规律是随原始奥氏体量增大、接触表面应力水平提高，摩擦诱发马氏体相变量增大。这是由摩擦诱发马氏体相变的驱动力和相变阻力的相对大小决定的，原始奥氏体量较大时，因淬火相变产生的压应力较小，奥氏体中的低碳区域较多，诱发相变的阻力较小，可能发生诱发马氏体相变的区域增多，有利于摩擦诱发马氏体相变，反之则不利于摩擦诱发马氏体相变；另一方面,在外加载荷较大时，因试样与对磨钢板的接触面积保持不变，导致名义接触面应力水平较高，在相对摩擦滑动时，接触面及其附近的应力、应变都较大，摩擦诱发马氏体相变驱动力较小，同时维持在诱发相变临界驱动力水平以上的微区域较多，使摩擦诱发马氏体相变量增大。摩擦诱发马氏体相变对渗碳层磨损特性的影响边界润滑磨损的特点是既有直接接触的区域，又有被薄油膜分隔的区域，从磨损表面分析结果来看，具有粘着磨损、磨料磨损和表面微裂纹油楔剥落等三重磨损特征，反应了这种磨损过程的复杂性。而奥氏体相变的产生，使磨损过程更加复杂，表现出其特有的性质。奥氏体摩擦诱发马氏体相变对渗碳层边界润滑磨损特性影响很大，诱发相变过程中，一方面使磨损表面及其附近硬度提高（如图9）,有利于提高渗碳层的耐磨性；另一方面，诱发相变吸收了材料变形和裂纹产生和扩展的能量，使材料耐磨性得到提高。这个作用的大小受两个矛盾方面的控制，即摩擦诱发马氏体相变量的多少和外加载荷大小（接触表面应力大小）。摩擦诱发马氏体相变量增多，对耐磨性提高的幅度增大；而摩擦诱发马氏体相变需要有一个超过临界应力、应变的应力水平，在原始奥氏体量相同的情况下，应力水平越高，诱发马氏体相变量越大，有利于提高材料的耐磨性。但与此同时，接触面应力水平提高，材料表面微观变形增大，发生粘着的几率增大，磨料嵌入磨损表面的可能性增大，形成表面裂纹油楔旋壁梁压力增大，这些因素都将导致材料磨损量增大。上述两个矛盾因素共同作用的结果决定了材料耐磨性的大小。从图7的试验结果可以看出，在较低应力水平下，原始奥氏体量大的耐磨性较小；在较高应力水平下，原始奥氏体量大的耐磨性较大。由此可知，在确定选择构件材料的处理工艺、确定显微组织和相组成时，为提高其磨损使用寿命,必须首先考虑零部件的使用条件。只有显微组织与磨损条件相匹配时，才能达到预期的效果。4结论（1）奥氏体相在边界润滑磨损条件下会产生摩擦诱发马氏体相变。相变首先发生在低碳区，相变量随原始奥氏体量增大、摩擦接触面应力水平提高而增多。（2）诱发马氏体相变有利于提高材料的耐磨性，诱发马氏