影晌耐磨板耐磨性的因素

目前，耐磨钢虽尚未形成一个独立的钢类，但在工程机械、农业机械、矿山机械和钻探机械中已广泛使用的高锰钢就是一种专用的耐磨钢。此外，模具钢、工具钢、轴承钢、低合金高强度钢等，也较广泛地用于制造各种摩擦副的耐磨零件。(一)影晌钢耐磨性的因素钢的耐磨性与许多因素有关，除与外界因素，如工况条件(负荷、速度、温度、环境介质等)、摩擦副的结构尺寸、表面质量、配偶件的材质、磨料的形状及大小等有关*1还与材料本身的各种性能(物理、机械、质的化学成分和金相组织。化学性能)及内部的组份、组织有很大的关系。这里主要讨论材1.含碳量的影响:碳钢的耐磨性一般是随含碳量的增加而提高。对于亚共析钢，退火时因钢中含碳量的增加而使钢中珠光体的含量增多，耐磨性增高;对过共析钢，其耐磨性也随着含碳量的增加而有所提高。含碳量不同的钢，若经热处理后表面达到相同的硬度时，含碳量高的钢其耐磨性较好，抗磨料磨损的能力较强。这是因为随含碳量的增加，材料的体积硬度增高之故;但材料的塑性、韧性将随含碳量的增加而下降，在受冲击载荷较大的工作条件下，耐磨性反而降低，此，含碳量的选定，还应考虑其工况条件。摩擦副往往因脆裂而失效原因。2.合金元素的影响:在钢中加入一定量的各种合金元素(Or, Mo, W, Ti, V, Zr, Nb等)，其作用是为了强化基体，与碳生成特殊的金属碳化物，以改善材料的物理、机械性能，从而达到提高材料耐磨性的目的。合金元素对耐磨性能的影响，主要取决于形成碳化物的倾向及其在铁素体中的溶解度。一般说来，与碳不易形成碳化物的元素，对材料耐磨性的影响不大。锰(Mn)虽是弱碳化物形成元素，但它在钢中仅与铁或其它碳化物作用，形成渗碳体型的碳化物，故在低锰钢中对耐磨性还是有所改善，而在高锰钢中，能扩大下相区，具有稳定奥氏体组织的作用。上述的一些合金元素与钢中的碳元素都有较强的亲和力，只要钢中有足够的含碳量，在一定条件下，就会形成各自特殊的碳化物，这将大大有利于材料耐磨性的改善。3.碳化物的影响:碳化物的类型与分布也是影响材料耐磨性的主要因素之一。特殊的合金碳化物比一般渗碳体的耐磨性要高很多。当钢中的碳化物元素与谈原子的百分比增加时，将由一般渗碳体转变为特殊的碳化物;或由一种特殊碳化物变为另一种含金属元素更多的特殊碳化物，比如由F030--(Fe, Or)8C- .Or7C3- Or23O。等，其耐磨性将明显地提高。VO, TiO, NbC比W,Or碳化物的耐磨性为优，因前者易形成稳定而细小的碳化物，且随组织中碳化物含量的增多，相对耐磨性也增高碳化物的形状与分布对耐磨性的影响也较大，若钢中出现网状碳化物或部分呈块状，且碳化物沿晶界析出，或在基体上分布不均等，这都将降低其耐磨性。4.金相组织的影响:碳钢的耐磨性与金相显微组织的关系如图7-2所示。对亚共析钢，铁素体一珠光体的耐磨性最差，其次是铁素体一索氏体、铁素体一屈氏体，而铁素体一马氏体组织的耐磨性最好;对共析钢，其耐磨性依马氏体、屈氏体、索氏体、索氏体一珠光体的顺序下降;而对过共析钢，随着组织的变化，依珠光体一渗碳体、索氏体一渗碳体、屈氏体一渗碳体、马氏体一渗碳体、马氏体的顺序，其耐磨性增高。在同一摩擦条件下，含碳量相同时，板条状马氏体组织的耐磨性比针状马氏体好，而片状珠光体组织比球状耐磨性高,细珠光体组织又比粗珠光体的耐磨性好。