為了提高低溫船舶用鋼的低溫磨擦磨損性能,設(shè)計(jì)并制備了4種新型不同Si含量（0.3%、0.6%、0.9%和1.2%）并采用兩相區(qū)調(diào)質(zhì)處理的船用低溫高強(qiáng)鋼試樣。通過在不同溫度下的干滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn),配合力學(xué)性能測試以及白光干涉儀、掃描電子顯微鏡、金相顯微鏡等微觀分析技術(shù),研究并分析了新型船用低溫鋼的摩擦磨損性能。結(jié)果顯示:在恒定低載荷（20 N）和恒定低滑動(dòng)速率（10 mm/s）條件下,該新型船用鋼板的磨痕表面硬度明顯高于磨損前,摩擦機(jī)理以黏著磨損、疲勞磨損為主,部分區(qū)域發(fā)生氧化磨損,磨屑被擠壓產(chǎn)生加工硬化層。其中,Si含量為1.2%的船用低溫鋼在20℃和-10℃下均表現(xiàn)出優(yōu)異的摩擦磨損性能,平均摩擦系數(shù)分別為0.41（20℃）、0.38（-10℃）;磨損量分別為1.695×10^-5m³（20℃）、2.097×10^-5m³（-10℃）。隨著硅含量的上升,使得經(jīng)過兩相區(qū)調(diào)質(zhì)熱處理的船用低溫鋼金相組織不同程度細(xì)化,并且使得固溶強(qiáng)化不斷加強(qiáng),磨損量降低,鋼材在低溫條件下的耐磨性有所提高。 

【文章來源】：材料保護(hù). 2020,53(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

船用低溫鋼板兩相區(qū)調(diào)質(zhì)工藝曲線

圖2為4種Si含量船用低溫鋼的金相形貌。由圖2可知，高硅船用鋼在溫度達(dá)到1 120℃后完全奧氏體化，隨后溫度降低至850℃以下進(jìn)入兩相區(qū)，直到820℃，此過程中部分鐵素體先從奧氏體中逐漸析出，在隨后的淬火過程中轉(zhuǎn)換成馬氏體組織。當(dāng)鋼板經(jīng)過600℃高溫回火處理后，晶粒中的碳元素進(jìn)行了二次分配形成回火索氏體和鐵素體組織，其中滲碳體組織形狀以球狀為主。球狀滲碳體組織的存在有助于降低材料的硬度和高度，提高材料的塑形和韌性。當(dāng)硅含量較低時(shí)，回火索氏體組織保持了板條狀的位向分布。圖2a 0.3%硅含量的調(diào)質(zhì)鋼金相顯微組織中，回火索氏體保持了馬氏體位向分布，從圖中可以清晰地看出部分針狀和板條狀鐵素體組織。隨著硅含量的升高，在硅與其他微量元素共同作用下碳化物的形狀和分布發(fā)生改變、晶粒細(xì)化(圖2b、2c)、硬度提高，進(jìn)而使材料耐磨性能增強(qiáng)。圖2d硅含量為1.2%的調(diào)質(zhì)鋼顯微組織中，除了部分回火索氏體組織外，還分布有白色塊狀鐵素體組織，這是由于在淬火過程中，由于冷卻速度稍慢，部分鐵素體沒有實(shí)現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)換，硅含量的增加降低了鐵素體中碳元素的相容性，對馬氏體的轉(zhuǎn)變也有一定的阻礙作用。

由4種鋼樣20℃下摩擦表面的XRD譜(圖10)可以看出，隨著硅含量的上升，摩擦表面的產(chǎn)物并沒有太大變化，磨屑產(chǎn)物主要由Fe2O3和Fe3O4組成，氧化磨損形式依舊存在;但結(jié)合SEM形貌可知由于鋼材表面硬度的上升，氧化層剝落現(xiàn)象減少，進(jìn)一步降低了磨損量。圖1 0 不同硅含量船用低溫鋼摩擦表面XRD測試結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3282307