《表3 试验钢的硬度、碳化物和晶粒尺寸随Nb含量的变化》

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《含铌中铬耐磨铸钢的摩擦磨损行为》

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试验钢的硬度、碳化物数量及种类、平均晶粒尺寸的统计结果，列于表3。含量Nb为0.2%和0.5%试验钢的碳化物含量，比无Nb试验钢分别增加了13.6%和31.8%。添加Nb使实验钢的硬度稍有升高。无Nb的试验耐磨钢平均晶粒尺寸为35μm，而Nb含量为0.2%和0.5%试验钢的平均晶粒尺寸分别为16.7μm和17.3μm，表明添加0.2%的Nb使试验钢的晶粒尺寸显著降低。Nb含量为0.5%试验钢的平均晶粒尺寸比Nb含量为0.2%试样稍有增大，可能与碳化物的偏聚有关[10]。Nb含量的提高使铌碳化物在晶界聚集长大并粗化的趋势增大，部分区域的碳含量降低而难以形成碳化物，从而降低了碳化物对晶界的钉扎和异质形核作用。这些因素使晶粒尺寸的不均匀性随之增加，例如在Nb含量为0.5%的试验钢中异常长大的晶粒尺寸达到40～60μm。合金元素的偏聚可增大表面性能的不均匀性，不利于提高抗磨性能。由于Nb的加入形成较大尺寸的NbC，硬度高、尺寸较大的碳化物可抵抗摩擦过程中的磨粒磨损，而无Nb试验钢中的（Cr，Fe）7C3碳化物尺寸太小，抗磨粒磨损效果有限（对比图3a，b）。另一个方面，晶粒细化提高材料的强韧性，也是提高抗磨粒磨损的一个原因。（Cr，Fe）7C3碳化物因尺寸太小而没有足够的钉扎晶界作用，晶粒尺寸较大。而试验钢的硬度相近，表明在这种试验耐磨钢的耐磨性能和基体硬度之间没有严格的关系。