研究了21-4N氣門鋼在選定溫度下的拉伸和摩擦磨損性能。研究結(jié)果表明:隨溫度提高,21-4N鋼的抗拉強度和屈服強度下降,塑性先增后減。在室溫～650℃區(qū)間,21-4N鋼的摩擦系數(shù)和磨損量都表現(xiàn)為先減后增,在500℃時達到最小值。室溫下21-4N鋼的磨損量較大,磨損機理主要為磨粒磨損和黏著磨損;400～600℃時,試樣磨損量較小,氧化磨損和黏著磨損為主要磨損機制;600～650℃時,21-4N鋼磨損量急劇增加,表現(xiàn)為嚴重的氧化磨損和磨料磨損,附帶有輕微的黏著磨損。 

【文章來源】：材料科學與工程學報. 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

21-4N試樣的拉伸試驗數(shù)據(jù)（a）應力應變曲線；（b）試樣強度和伸長率

圖1(a）為實驗用摩擦磨損試驗機的原理圖。具體試驗條件如下：轉(zhuǎn)速60r/min，載荷300N，干摩擦，單次試驗時長1h，溫度分別為650、600、500、400和25℃。圖1(b）為氣門球頭銷磨損體積的求解示意圖，利用電子顯微鏡對氣門磨損面進行多次測量后取其平均值，可得到最大磨損面A的半徑a；通過數(shù)字式游標卡尺多次測量得到試驗前球頭的半徑r；氣門球頭試樣磨損后的剩余高度b由式（1）求得；球頭銷磨損體積v可通過式（2）求出。3 結(jié)果與討論

圖3(a）顯示試樣不同溫度拉伸過程均可劃分為彈性形變、均勻塑性形變、局部形變和斷裂4個階段。在試驗初始階段試樣處于彈性形變過程，其變化趨勢表現(xiàn)為直線。當應力上升到一定值時，試樣拉伸曲線呈現(xiàn)為一小段屈服平臺。當應力達到屈服極限后，試樣進入均勻塑性形變過程，出現(xiàn)變形硬化現(xiàn)象。此后材料進入局部形變階段，開始拉伸斷裂過程[16]。從圖3(b）可知，當溫度從室溫上升到400℃時，21-4N鋼的抗拉強度和屈服強度下降速率較慢；當溫度從400℃上升到650℃時，其抗拉強度和屈服強度下降速度加快。而其伸長率在整個溫度區(qū)間呈先增大后降低的趨勢。說明21-4N鋼在室溫～400℃下具有較好的強度，塑性變形能力逐漸增強；而高溫下強度下降明顯，塑性變形能力逐漸減弱。圖3 21-4N試樣的拉伸試驗數(shù)據(jù)（a）應力應變曲線；（b）試樣強度和伸長率

【參考文獻】：
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本文編號：3344025