PDF《等温 淬火球墨铸铁耐磨性的研究》

第20 卷第3期摩擦学学报Vo l 20, No

3 2000 年6月TR I BOLO GY Jun,

2000 等温 淬火球墨铸铁耐磨性的研究刘伟, 王金华, 韩建民 (北方交通大学 机电学院, 北京 100044) 摘要: 对比研究了淬火 45# 钢、 渗碳淬火 20Cr 钢和

5 种经等温淬火的球墨铸铁在干摩擦条件下的耐磨性能.

结果表 明,

5 种等温淬火球墨铸铁的耐磨性均优于

2 种淬火钢, 并可大大降低摩擦副的总磨损量;

加入少量的M o 有助于细 化和增加组织中的下贝氏体, 降低磨损量;

多而细小的石墨球对等温淬火球墨铸铁的耐磨性不利. 关键词: 等温淬火球墨铸铁;

干摩擦;

耐磨性 中图分类号: TG146.

23 文章标识码: A 文章编号:

100420595 (2000)

0320190203 等温淬火球墨铸铁是本世纪

70 年代末兴起的一 种新型材料, 由于具有优异的强韧性、 抗疲劳性以及 良好的断裂韧性和耐磨性, 在冶金和工程领域被视为 很有发展前途的材料[1 ~

3 ] . 等温淬火球墨铸铁按化学成分可分为合金化和 非合金化两类 . 为了改善淬透性和拓宽等温淬火的热 处理工艺带, 目前使用的约 70% 的等温淬火球墨铸 铁采用 Cu、 N i 及M o 合金化 . 随着等温淬火温度的 改变, 其组织和性能都发生很大变化 . 工程上将等温 淬火球墨铸铁统称为 A ustempered Ductile Iron, 简 称为 AD I [1 ~

3 ] . 本文作者通过对比研究了淬火 45# 钢、 渗碳淬火 20C r 和5种AD I 材料在干摩擦条件下 的耐磨性能 .

1 试验部分 取淬火回火的45# 钢和渗碳淬火2 0C r 钢, 与表1AD I 材料的化学成分 Table

1 The chem ical compositions of AD I % No. C Si M n P S Re M g Cu N b M o V B i AD I1 3.

70 3.

15 0.

72 0.

04 0.

01 0.

05 0.

04 2

2 2

2 2 AD I2 3.

70 3.

10 0.

61 0.

03 0.

01 0.

06 0.

05 2 0.

03 2 0.

06 AD I3 3.

55 3.

10 0.

63 0.

03 0.

02 0.

06 0.

05 0.

58 0.

02 2

2 2 AD I4 3.

73 3.

00 0.

57 0.

03 0.

02 0.

06 0.

04 0.

41 0.

06 2

2 0.

02 AD I5 3.

40 3.

00 0.

39 0.

03 0.

02 0.

04 0.

04 0.

43 0.

04 0.

23 0.

03 2

5 种AD I 材料进行干摩擦条件下的耐磨性能对比试 验.AD I 试样采用 30kg 中频炉熔炼浇铸, 其化学成 分 (以质量分数计) 见表 1. 本试验选用

5 种试样以研 究合金化和非合金化AD I 材质耐磨性的差异, 以及 合金化元素 Cu 和M o、 微量的V 和N b 及细化共晶 团石墨元素B i 对AD I 耐磨性的影响 . AD I 的热处理 工艺为

880 ℃井式炉加热

1 h,

280 ℃等温

90 m in, 其 机械性能见表 2. 图1所示为其中

2 种AD I 材料的微 观组织形貌金相显微照片 . 可见,AD I 的组织为下贝 氏体加富碳的残余奥氏体, 共晶团边界处存在由于 M n 的偏析导致的由马氏体、 下贝氏体和残余奥氏体 组成的白亮区 . 白亮区过多会导致AD I 的塑性和韧 表2AD I 材料的机械性能 Table

2 M echan icalproperties of AD Is No. Ρb N ・mm -

2 ?5 % A k J AD I1

1 320 3.

2 68 AD I2

1 310 3.

2 65 AD I3

1 320 3.

2 73 AD I4

1 320 3.

6 94 AD I5

1 180 1.

8 44 性下降. AD I4基体组织中的残余奥氏体较多、 硬度

1999207205 收到初稿,

2000203227 收到修改稿 联系人刘伟. 刘伟女,

36 岁, 讲师, 主要从事结构材料的研究与教学工作. 最低, 且白亮区最少 . AD I5 的下贝氏体最细小[见图 1(a) ], 组织中白亮区的硬度比其它的AD I 高, 说明 其中马氏体和下贝氏体量较多 . 其他