论文部分内容阅读
本研究设计了用于冷轧辊的高速钢，以不同碳化物为主要耐磨骨架，利用自制的更切合实际的WM-RS滚滑动摩擦磨损实验装置，研究了高应力滚滑动条件下高速钢的摩擦磨损性能，不同滚滑比对失效行为的影响，并利用SEM和TEM分析了其失效行为，探讨了高速钢轧辊的滚滑动磨损机理。应用X射线衍射仪测量了磨损前后残余奥氏体的含量，利用电子显微硬度仪分析了磨损前后显微硬度的变化。进一步揭示了冷轧辊用高速钢的磨损失效机理、完善了含硬质点材料的磨损失效理论。研究成果如下：1.高钨高速钢热处理后的典型组织为：钨的碳化物（M6C）+二次析出碳化物+针状马氏体+残余奥氏体。M6C是以钨、铁元素为主要元素的复合碳化物。高钼高速钢热处理后的典型组织为：钼的碳化物（M2C）+挛晶马氏体+残余奥氏体。M2C是以钼元素为主要元素的复合碳化物。2.滚滑比为5.95%时，高钨高速钢和高钼高速钢的洛氏硬度以及冲击韧性基本相当，高钨高速钢的相对耐磨性是高钼高速钢1.25倍。随着磨损时间的增加，两种高速钢的磨损量均以直线增加。3.在磨损的过程中，磨损表面基体的显微硬度升高，这是由于在磨损的过程中发生加工硬化和诱发马氏体相变共同作用的结果。4.棒条状M2C型碳化物较骨骼状M6C型碳化物更容易发生弯曲短裂，从而形成裂纹源。M6C型碳化物的面积分数要大于M2C型碳化物，可以更有效的阻碍位错运动。呈网格状分布的M2C型碳化物，磨损过程中易造成位错塞积，发生断裂。5.滚滑比对磨损有显著的影响，高速钢轧辊的磨损率均随着滚滑比的增加而增加。滚滑比的变化对残余奥氏体的含量有显著的影响，随着滚滑比的增加，诱发马氏体相变增加，残余奥氏体量随着滚滑比的增加而减少。6.滚滑比较小时（为1.13%），材料的失效形式以滚动磨损为主，失效形式主要为疲劳鳞片，滚滑比增加到5.95%时，滚动和滑动磨损交互作用是材料的主要失效形式，表现出来的磨损特征主要为塑性变形、裂纹以及剥落。滚滑比增加到10.11%时，材料的主要失效方式为滑动磨损，其特征为滑动所产生的犁沟。