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简析磨损155PH马氏体沉淀硬化不锈钢摩擦磨损性能查抄袭率

收藏本文 2024-03-29 点赞:20652 浏览:86514 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:15-5PH (0Cr15Ni5Cu3Nb)钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢,它在固溶处理后,形成低碳马氏体,在时效历程中析出碳化物及富铜相ε-Cu而产生共格型沉淀硬化,使基体得到强化。由于具有优良的综合机械性能,15-5PH钢特别适合于制造高强度、耐腐蚀的精密零件,也是理想的模具材料。但不足的是15-5PH钢时效后硬度偏低,耐磨性显得不足,这直接制约了它的利用性能和寿命。本论文采取金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段观察不同固溶、时效温度处理后15-5PH钢的显微组织形貌,探讨了不同热处理工艺对15-5PH钢硬度的影响;用能谱仪(EDS)对磨面及磨屑成分进行浅析,探讨了不同固溶、时效温度对15-5PH钢组织和耐磨性能的影响,在实验范围内找出了使其达到最佳耐磨性能的热处理工艺;同时探讨了不同实验条件(载荷、滑动速度、环境温度)对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响,并在此基础上探讨了15-5PH钢的磨损机理。探讨结果表明:15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢在时效后基体组织硬度较固溶状态显著提升,在100℃~600℃时效范围内,钢的硬度随着时效温度的升高先增后减,在450℃时效时出现峰值。不同固溶温度和时效温度对15-5PH钢的摩擦磨损性能有着显著的影响。固溶温度过高或过低都会使15-5PH钢内部组织不均匀,导致耐磨性能较差。1040℃固溶条件下,在450~600℃时效范围内,随着时效温度的升高,材料的硬度逐渐下降,但是耐磨性却呈现先升高再降低的变化走势,证明15-5PH钢耐磨性并不和硬度成绝对的正比联系。而当材料具有良好强韧性配合的时候,其耐磨性能达到最佳状态。实验验证,在1040℃固溶+480℃时效的热处工艺下,15-5PH钢具有最佳的耐磨性。室温磨损条件下,在其他实验条件相同时,随着载荷的增加,磨损量增加而摩擦系数减小;随着滑动速度的增加,磨损量增加而摩擦系数减小。室温时15-5PH钢磨损机理主要以粘着磨损和磨粒磨损为主。与室温相比,高温磨损条件下,试样磨损表面有更为严重的粘着和塑性流动痕迹,由能谱图可以发现磨损表面和磨屑含有大量的氧。高温加速了15-5PH钢摩擦面的氧化,以而推动了磨屑的氧化和粘附性,磨面上形成了更严重的氧化物膜和氧化物颗粒。随着温度的升高,摩擦系数逐渐增大,磨损量亦逐渐增大。15-5PH钢高温磨损机理以粘着磨损和氧化磨损为主。关键词:15-5PH钢论文马氏体沉淀硬化论文热处理论文摩擦磨损论文高温论文磨损机理论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-9

    第一章 绪论9-26

    1.1 摩擦磨损概述9-10

    1.2 磨擦论述及其分类10-12

    1.2.1 摩擦论述10-11

    1.2.2 摩擦的分类11-12

    1.3 磨损论述及其分类12-16

    1.3.1 磨损论述12-14

    1.3.2 磨损的分类14-16

    1.4 材料摩擦磨损性能及实验16-20

    1.4.1 相关概念16-17

    1.4.2 摩擦磨损特性的表征参数17

    1.4.3 摩擦磨损实验分类及运用17-18

    1.4.4 摩擦磨损试验机18

    1.4.5 摩擦磨损的探讨策略18-20

    1.5 钢耐磨性的影响因素及提升策略20-21

    1.5.1 影响钢耐磨性的因素20-21

    1.5.2 提升钢耐磨性的措施21

    1.6 0Cr15Ni5Cu3Nb的探讨与运用21-25

    1.6.1 0Cr15Ni5Cu3Nb钢的基本性能21-22

    1.6.2 0Cr15Ni5Cu3Nb钢中主要成分的作用22-23

    1.6.3 0Cr15Ni5Cu3Nb钢的热处理23-24

    1.6.4 0Cr15Ni5Cu3Nb钢的国内外探讨近况24-25

    1.7 本论文探讨的内容与目的25-26

    第二章 试验材料、设备及历程26-32

    2.1 试验历程26

    2.2 试验设备26

    2.3 试样制备26-28

    2.3.1 摩擦副上试样制备26-27

    2.3.2 摩擦副下试样制备27-28

    2.4 摩擦磨损试验策略28-30

    2.5 参数的测定与计算30-32

    2.5.1 试样的组织成分测定30

    2.5.2 硬度的测定30-31

    2.5.3 磨损量的测定31

    2.5.4 摩擦系数的测定31-32

    第三章 热处理工艺对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响32-47

    3.1 固溶温度对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响32-35

    3.1.1 固溶温度对15-5PH钢相变及组织的影响32-34

    3.1.2 固溶温度对15-5PH钢基体硬度的影响34

    3.1.3 固溶温度对15-5PH钢磨损量及摩擦系数的影响34-35

    3.2 时效温度对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响35-45

    3.2.1 时效温度对15-5PH钢相变及组织的影响35-39

    3.2.2 时效温度对15-5PH钢基体硬度的影响39-40

    3.2.3 时效温度对15-5PH钢磨损量及摩擦系数的影响40-45

    3.3 本章小结45-47

    第四章 15-5PH钢磨损形貌及磨损机理浅析47-62

    4.1 载荷对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响47-48

    4.1.1 载荷对磨损量的影响47-48

    4.1.2 载荷对摩擦系数的影响48

    4.2 滑动速度对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响48-50

    4.2.1 滑动速度对磨损量的影响48-49

    4.2.2 滑动速度对摩擦系数的影响49-50

    4.3 环境温度对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响50-52

    4.3.1 环境温度对磨损量的影响50

    4.3.2 环境温度对摩擦系数的影响50-52

    4.4 磨损表面形貌及成分浅析52-57

    4.4.1 磨损表面形貌观察与浅析52-54

    4.4.2 磨损表面成分检测与浅析54-57

    4.5 磨屑形貌及成分浅析57-61

    4.5.1 磨屑形貌观察与浅析57-58

    4.5.2 磨屑成分检测与浅析58-61

    4.6 本章小结61-62

    第五章 结论62-63

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