M2高速钢的高温摩擦磨损行为

发布时间：2022-02-14 04:55

　　采用Bruker UMT-3型高温摩擦磨损试验机,对M2高速钢在200、400和600℃下的高温摩擦磨损性能进行研究。采用扫描电镜观察磨损表面形貌,探讨了其磨损机制。结果表明:温度是影响M2高速钢高温摩擦磨损性能的重要因素。随着温度的升高,磨损体积先升高后降低,400℃时磨损体积最大,分别是200和600℃的15倍和1.2倍。200℃时摩擦因数最大为0.65,随温度升高摩擦因数先降低,随后趋于平稳,400和600℃时分别为0.39和0.40。200℃时M2高速钢的磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,以磨粒磨损为主,碳化物减磨作用明显; 400和600℃时主要磨损机制为粘着磨损和轻微的氧化磨损。400℃时粘着磨损严重,磨损加剧。600℃时以氧化磨损为主,氧化层起到良好的减磨作用,磨损减弱。400和600℃下的摩擦因数较200℃小,这是表面的软化熔融和氧化层的润滑的共同作用所致。 

【文章来源】：上海金属. 2020,42(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

M2高速钢淬-回火态的显微组织

200、400和600℃下M2高速钢的摩擦因数随时间变化曲线(a)和稳态时的摩擦因数(b)

沿着摩擦方向的犁沟的产生是由于磨损过程中部分剥落的碳化物颗粒和产生的磨屑在摩擦副之间摩擦试样表面，是典型的磨粒磨损特征[10]。同时，磨球对试样施加载荷会造成接触面发生局部粘着，而后在相对滑动过程中，粘着处被剪切形成块状剥落，部分块状剥落的氧化物再被磨球压实，进而形成凸起的块状氧化层[11]，这是粘着磨损的典型特征。摩擦副相对运动时，表面的塑性变形加速了氧向金属内部扩散，形成氧化层。由于形成的氧化膜强度低，会被磨球剥落，产生氧化磨损[12]。可见200℃时，磨损形式主要是磨粒磨损，同时存在粘着磨损和轻微的氧化磨损。梁晓阳等[5]认为:200℃下M2高速钢的磨损以粘着磨损为主，也存在氧化磨损。这与本文试验结果略有差异，可能是由于两者的试验条件不同(本文试验:载荷35 N，试样采用磨床加工;梁晓阳:载荷19.6 N，试样表面抛光)。本文试验条件下M2高速钢的粘着倾向较小，导致了磨粒磨损为主的磨损机制。在以磨粒磨损为主的磨损过程中，钢中碳化物颗粒能阻碍SiC球直接接触基体表面，起到了良好的减磨作用。因此，200℃时M2高速钢的磨损体积较小。由于碳化物对磨球滑动的阻力较大，因此摩擦因数较大。磨球经过试样表面大颗粒碳化物和块状氧化物时，摩擦阻力会产生相应变化，造成了摩擦因数的明显波动(见图2(a))。图4 200、400和600℃下M2高速钢的磨损体积

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]新型热冲压模具钢组织与高温摩擦磨损机理研究[D]. 李爽.上海大学 2017



本文编号：3624226