42MnCr52钢具有良好的综合性能和低廉的价格,常被广泛应用于发动机缸套的制造。发动机缸套为摩擦运动件,在使用过程中容易发生划伤和磨损失效。此外,由于部分发动机缸套需水冷却,所以也易发生腐蚀失效。因此,在改善摩擦磨损性能的同时也需要兼顾其腐蚀性能。本文通过综合分析金相组织、物相成分、显微硬度、化学元素和微观组织,研究超声表面滚压处理(Ultrasonic Surface Rolling Processing,USRP)对于等离子硫氮碳共渗(Plasma Sulfonitrocarburizing,PSNC)的影响机制;根据材料的服役条件,分别对等离子硫氮碳共渗试样和超声表面滚压处理复合等离子硫氮碳共渗试样进行了摩擦磨损试验和腐蚀试验,研究了两种不同试样的摩擦磨损性能和腐蚀性能。研究表明,材料经超声表面滚压预处理后,表面形成了厚度约80μm的梯度纳米层。在超声表面滚压的过程中,材料表面在循环交变载荷的作用下,沿垂直于表面方向出现了不同程度的晶粒细化,同时产生了大量的非平衡缺陷。高密度的非平衡缺陷可提高表面活性能,增强表面对活性原子或活性离子的吸附力,并且产生的大量晶界也可以充当原子快速扩散的通道。这些特性都明显促进了等离子硫氮碳共渗。相比于PSNC试样,USRP+PSNC试样的硫化物层更加致密均匀,并且含有更多的FeS相;USRP+PSNC试样的氮碳共渗层平均厚度提高了30%,其厚度均匀性也得到了一定的改善。由摩擦磨损试验结果表明,相比于PSNC试样,USRP+PSNC试样的摩擦系数大多数都更低;从磨损体积来看,USRP+PSNC试样的磨损体积一直低于PSNC试样,即USRP+PSNC试样的摩擦磨损性能要优于PSNC试样。在干摩擦磨损和油润滑摩擦磨损过程中,两种不同试样磨损机理的主要区别均是PSNC试样比USRP+PSNC试样更容易发生疲劳磨损和磨粒磨损。从电化学实验测得的极化曲线和EIS图谱中发现,USRP+PSNC试样的腐蚀倾向和腐蚀速率都要低于PSNC试样。经浸泡腐蚀实验发现,两种试样的腐蚀机理存在明显差异,即USRP+PSNC试样以均匀腐蚀为主,而PSNC试样存在较多的局部腐蚀现象。综合以上分析结果表明,USRP+PSNC试样的耐腐蚀性更好。