论文部分内容阅读
为了探索核泵用不锈钢材料的摩擦磨损机理,以提高其抗磨损性能,研究了304L不锈钢及其表面Ni50合金等离子堆焊层的摩擦学特性。利用X射线衍射和金相显微观察,分析了304L不锈钢及Ni50合金等离子堆焊层摩擦磨损过程的显微组织演变。采用MMS-2A型摩擦磨损实验机研究了不同载荷下摩擦系数随时间的变化。研究了磨损过程中不同载荷和不同时间磨损量和磨损速率的变化规律；采用JSM-5600LV型扫描电子显微镜,观察材料表面磨损形貌,探讨其摩擦磨损机理。结果表明,304L不锈钢基体摩擦磨损时,在材料磨损表面发生马氏体相变。材料的磨损量随时间和载荷的增加而增大。由于相变强化以及被氧化的磨屑形成润滑薄层,试样的磨损率随着磨损时间的增加而降低；载荷为70 N时,其磨损量和磨损率与30 N时相差较小,120 N较大载荷下,材料磨损严重,其磨损量和磨损率远高于70 N和30 N。实验的初始阶段,不同载荷下的磨损机理是相同的,其磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损。随着实验的进行,不同实验载荷下,磨损机理不同,即使同种实验载荷下,其磨损机理也随时间而发生变化。30 N载荷下,其磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。70 N载荷下,实验时间为30 min和90 min时,其磨损机理主要为粘着磨损和氧化磨损；180 min时,磨损表面发生点蚀。120 N载荷下,实验时间为30 min时,其磨损机理主要为粘着磨损；90 min时,其磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损；180 min时,磨损表面发生疲劳磨损。对304L不锈钢表面Ni50合金等离子堆焊层的微观组织及摩擦学特性研究表明,堆焊层可分为四个区域：热影响区、结合区、中部熔化区和顶部熔化区。Ni基堆焊层组织由γ(Fe,Ni)及CrB、Cr23C6等相组成。磨损后,堆焊层没有发生奥氏体向马氏体转变,其耐磨性较304L不锈钢基体有很大提高。堆焊层材料的主要磨损机理随时间和实验载荷的不同而变化,实验的开始阶段,低载荷情况下其磨损机理主要为磨粒磨损,而较高载荷下为粘着磨损。实验时间较长时,低载荷时其磨损机理主要为粘着和氧化磨损；较高载荷下为疲劳和氧化磨损。