《表2 不同铌含量试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸(μm)》

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《Nb微合金化对准贝氏体耐磨铸钢组织和性能的影响》

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图6所示为不同Nb含量试验钢经磨损试验后的表面形貌。由图6可以看出，表面由大量的因塑性变形产生的白亮色条棱、凿削产生的黑色长条犁沟、黑点状微型剥落坑、黑色点线性断续连接的剥落裂纹及白色层片状的剥落碎片组成，经分析可知试验钢的磨损机制为凿削与剥落，表现形式为塑性变形、微观切削和磨粒嵌入3种形式。不同Nb含量试验钢表面磨损形貌中共有的白亮色条棱是由于磨损过程中受磨表面粒挤压后产生塑性变形，向两侧堆积形成；0Nb钢磨损形貌（如图6(a）所示)中出现较多、较长并且较深的犁沟，形成的主要原因是由于磨粒的运动速度较快，在试验钢与磨粒的相互作用过程中，磨粒对试验钢表面进行了微观凿削，造成了大量的质量损失；0.02Nb钢表面出现了较多的微型剥落坑（如图6(b）所示)，这是在磨料与试验钢表面相互作用过程中，与基体连接不牢固的部分和析出的微颗粒沿受力方向剥离形成。0.03Nb钢表面出现较为明显的层片状剥落碎片和较长剥落裂纹（如图6(c）所示)，说明材料基体在试验力下重复磨损导致试验钢表面产生损伤，积累到一定程度诱发产生了裂纹，进而扩展形成长长的裂纹带，并产生了剥落坑。0.06Nb钢表面微凿削和剥落情况较为明显（如图6(d）所示)，致使试验钢表面微凿坑和层片状的剥落碎片较多，且形状较大。由表3所示不同Nb含量试验钢的磨损率可以得出，0Nb钢的磨损率最高，说明材料磨损表面犁沟致使质量损失的情况最为严重。添加Nb元素后，试验钢的磨损率明显降低，但随着Nb含量的增加，磨损率逐渐升高，说明磨损破坏程度随Nb含量的增加逐渐升高。当钢中含0.024%Nb时，试验钢表面磨损破坏程度最小，材料磨损性能表现最佳。