Page 42 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

赵映辉, 等: 多次调质对 C110钢组织和摩擦磨损行为的影响

图4 试样1~4的硬度变化曲线 图5 试样1~4的失重变化曲线

图6 经摩擦磨损试验后试样1~4的SEM 形貌
和剥落凹坑, 凹坑尺寸显著增大, 所占面积较大。说 间显著延长, 材料长期处于高温下, 随着温度的升
明试样1和试样2主要发生了磨粒磨损, 硬度较高 高, 不稳定、 曲率半径较小的渗碳体重熔于 α-Fe固
的第二相颗粒被压入基体, 与基体产生相对滑动, 对 溶体, 而较稳定、 曲率半径较大的渗碳体进一步长
材料切削的同时使材料发生微观塑性变形。随着第 大, 在第二相总量基本不变的情况下, 第二相的数量
二相颗粒的移动, 材料不断堆积, 或者是遇到另外的 减少而单个颗粒尺寸增大。
第二相硬质颗粒, 阻力变大, 第二相颗粒周围的材料 材料硬度受晶粒尺寸的影响, 晶粒尺寸越大, 材
反复发生塑性变形, 产生微裂纹, 最终因为疲劳而脱 料的硬度越低, 调质次数越多, 晶粒细化导致的硬度
落, 形成凹坑。试样3和试样4主要发生了疲劳磨 强化效果越明显。另一方面, 随着调质次数的增加,

损, 其第二相尺寸较大, 不易与基体产生相对滑动, 产生粗化现象的第二相颗粒数量减少, 颗粒尺寸增
第二相颗粒附近应力集中, 材料产生裂纹并最终发 大, 第二相强化效果减弱, 导致材料的硬度下降, 在
生片状剥落。 两者的共同作用下, 材料发生硬度先升高后降低的
现象。
3 综合分析
试样1和试样2的第二相尺寸较小, 主要发生
C110钢经第1次调质后, 基体中析出碳化物, 了磨粒磨损, 硬度较高的第二相颗粒被压入基体, 与
并聚集呈球粒状, 弥散分布在晶内和晶界处, 与 基体产生相对滑动, 使材料产生应力集中, 最终材料
α-Fe固溶体形成回火索氏体。 C110钢经第2次调 因疲劳而发生脱落。随着调质次数的增加, 试样第
质后, 在淬火加热过程中, 第1次调质析出的细小颗 二相尺寸较大, 不易滑动, 第二相颗粒附近存在应力
粒状碳化物为第二相质点, 可以阻碍晶界的迁移长 集中, 最终导致材料发生片状剥落, 且剥落的片层较
大, 促进晶粒细化。此外, 淬火冷却过程中会发生形 大。因此随着 C110 钢调质次数不同, 试样的耐磨
核和核心长大, 细小颗粒状碳化物可以作为形核核 性有明显差异。
心, 进行形核和核心长大, 在原始晶粒中形成多个细 综上所述, 随着调质次数增加, C110钢晶粒细
小的晶粒, 晶粒得到细化。 C110钢经第3次和第4 化, 但是细化效果越来越不明显, 材料的第二相粗
次调质后, 由于晶粒本身尺寸较小, 第二相质点阻碍 化, 数量减少, 颗粒尺寸增大, C110钢经二次调质处
晶界迁移长大的效果不明显, 晶粒细化效果也变得 理后, 试样的晶粒尺寸较小, 第二相弥散分布, 尺寸
不明显。另一方面, 随着调质次数的增加, 总回火时 细小, 材料的硬度最高、 耐磨性能最好。

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