奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响

杨继兰¹，蒋元凯¹，顾剑锋¹，郭正洪¹，陈海龑²

1. 上海交通大学材料科学与工程学院2. 上海海事大学海洋科学与工程学院

摘 要：以传统的淬火-回火试样作对比,研究了3种奥氏体化温度处理后淬火-配分中碳Fe-0.4C-1.5Mn-1.5Si钢试样的干滑动摩擦磨损性能。结果表明,860和1000℃全奥氏体化处理的2种淬火-配分试样中残余奥氏体的含量相近（体积分数分别约为14.37%和13.79%）,其内的C浓度较高（质量分数分别为1.37%和1.38%）,机械稳定性较强。在恒定低载荷（50 N）和恒定低滑动速率（40 mm/s）条件下,摩擦过程中不易诱发马氏体相变,导致2种试样的耐摩擦磨损性能均很低。受显微组织细化影响,奥氏体化温度较低的试样具有更高的耐磨性。当奥氏体化温度降低到800℃时,获得临界淬火-配分试样。显微组织分析表明,该试样中不仅包含少量的铁素体（体积分数约6.75%）,而且存在最高含量的残余奥氏体（体积分数约22.28%）,使得在4组试样内的显微硬度最低。但由于低的C浓度（质量分数约1.06%）,残余奥氏体的机械稳定性较弱,在摩擦过程中易诱发马氏体相变,不仅贡献额外的硬化,而且马氏体相变体积膨胀引起的材料表面层压应力对提高耐磨性也有利,由此导致临界淬火-配分试样表现出最好的耐磨损性能。因此,在给定的摩擦参数条件下,残余奥氏体对马氏体钢耐磨性的影响主要决定于其在摩擦过程中是否能经相变而引起附加的硬化作用。

关键词：中碳淬火-配分钢;干滑动摩擦;摩擦磨损;残余奥氏体;马氏体相变;