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1、15-5PH(0Cr15Ni5Cu3Nb)鋼是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼,它在固溶處理后,形成低碳馬氏體,在時(shí)效過(guò)程中析出碳化物及富銅相ε-Cu而產(chǎn)生共格型沉淀硬化,使基體得到強(qiáng)化。由于具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能,15-5PH鋼特別適合于制造高強(qiáng)度、耐腐蝕的精密零件,也是理想的模具材料。但不足的是15-5PH鋼時(shí)效后硬度偏低,耐磨性顯得不足,這直接制約了它的使用性能和壽命。本文采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段觀察不同固溶、時(shí)效溫
2、度處理后15-5PH鋼的顯微組織形貌,研究了不同熱處理工藝對(duì)15-5PH鋼硬度的影響;用能譜儀(EDS)對(duì)磨面及磨屑成分進(jìn)行分析,研究了不同固溶、時(shí)效溫度對(duì)15-5PH鋼組織和耐磨性能的影響,在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)找出了使其達(dá)到最佳耐磨性能的熱處理工藝;同時(shí)研究了不同實(shí)驗(yàn)條件(載荷、滑動(dòng)速度、環(huán)境溫度)對(duì)15-5PH鋼摩擦磨損性能的影響,并在此基礎(chǔ)上探討了15-5PH鋼的磨損機(jī)理。
研究結(jié)果表明:15-5PH馬氏體沉淀硬化不銹鋼在時(shí)
3、效后基體組織硬度較固溶狀態(tài)明顯提高,在100℃~600℃時(shí)效范圍內(nèi),鋼的硬度隨著時(shí)效溫度的升高先增后減,在450℃時(shí)效時(shí)出現(xiàn)峰值。
不同固溶溫度和時(shí)效溫度對(duì)15-5PH鋼的摩擦磨損性能有著顯著的影響。固溶溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使15-5PH鋼內(nèi)部組織不均勻,導(dǎo)致耐磨性能較差。1040℃固溶條件下,在450~600℃時(shí)效范圍內(nèi),隨著時(shí)效溫度的升高,材料的硬度逐漸下降,但是耐磨性卻呈現(xiàn)先升高再降低的變化趨勢(shì),證明15-5PH鋼耐磨
4、性并不和硬度成絕對(duì)的正比關(guān)系。而當(dāng)材料具有良好強(qiáng)韌性配合的時(shí)候,其耐磨性能達(dá)到最佳狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在1040℃固溶+480℃時(shí)效的熱處理工藝下,15-5PH鋼具有最佳的耐磨性。
室溫磨損條件下,在其他實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí),隨著載荷的增加,磨損量增加而摩擦系數(shù)減小;隨著滑動(dòng)速度的增加,磨損量增加而摩擦系數(shù)減小。室溫時(shí)15-5PH鋼磨損機(jī)理主要以粘著磨損和磨粒磨損為主。
與室溫相比,高溫磨損條件下,試樣磨損表面有更為嚴(yán)
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