《表3 两种试验钢在相同载荷不同磨损时间下的表层硬度HV》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《Mo合金化处理对高锰钢磨损行为的影响》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

在磨损过程中，材料的耐磨性与材料表面硬度息息相关[12-13]，高强度和高硬度往往会得到高的抗磨损能力[30-31]。对于高锰钢而言，由于其初始强度较低，在滑动摩擦表层发生变形过程中的加工硬化行为对其摩擦磨损性能有决定性作用[15，32]。本研究中，如图8所示，Mn13Mo钢在相同磨损载荷不同磨损时间下表现出了更高的磨损稳定性，磨损率基本稳定在0.033 mm3/min左右，而对于Mn13钢在不同磨损时间下的磨损率始终高于Mn13Mo钢并且随着时间的增加逐渐增大，由0.041～0.056 mm3/min增加了37%（图8）。这表明，高锰钢磨损率对于强度的变化有较高的敏感性。根据CHEN等[14]的研究，高锰钢的滑动接触磨损过程可分为动态磨损和稳定磨损两个阶段，在动态磨损阶段，累计磨损失重和磨损表面硬度提升较快，在稳定阶段高锰钢磨损失重和磨损表面硬度也趋于稳定。由此可见，在本文的试验条件下Mn13Mo钢处于稳定磨损阶段，而Mn13钢则处于动态磨损阶段。不同的初始强度和加工硬化能力会引起两阶段磨损率和表层硬化程度的差异。为了进一步观察磨损表面的变形情况，对Mn13Mo钢和Mn13钢在不同磨损条件下磨损表层硬度变化和磨损表层应变分布进行了检测，检测结果如图11和表3所示。可以看到，在不同的磨损时间下，Mn13Mo钢磨损表层硬度均高于Mn13钢，并且Mn13Mo钢表层形成了更深的应变层，应变层深度基本稳定在40μm，而Mn13钢应变层深度较浅，并有较大的浮动。一般地，对于金属材料而言，屈服强度越低越易发生塑性变形，并且塑性应变往往越大。然而试验结果却恰恰相反，有较高屈服强度的Mn13Mo钢磨损表层却形成了更深的应变层。这说明，Mn13钢磨损表面的金属流失更快。在磨损的过程中，随着磨损时间延长，Mn13Mo钢磨损表面边磨损边进行硬化，在磨损表面形成稳定应变层和硬化表层，因而单位时间磨损量也趋于稳定，磨损表层形成了硬化与磨损的平衡。而Mn13钢在磨损过程中，磨损表面来不及硬化，平衡关系尚未建立，磨损表面的金属流失快于表层的硬化速度。因此，其磨损量会随着磨损时间延长而持续增加，而其磨损表面应变层测试结果也应证了这一点。该过程主要由试验钢加工硬化能力决定。