15-5PH馬氏體沉淀硬化不銹鋼摩擦磨損性能的研究.pdf

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，在時效過程中析出碳化物及富銅相ε-Cu而產(chǎn)生共格型沉淀硬化，使基體得到強化。由于具有優(yōu)良的綜合機械性能，15-5PH鋼特別適合于制造高強度、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15-5PH鋼硬度的影響;用能譜儀(EDS)對磨面及磨屑成分進行分析，研究了不同固溶、時效溫度對15-5PH鋼組織和耐磨性能的影響，在實驗范圍內(nèi)找出了使其達到最佳耐磨性能的熱處理工藝;同時研究了不同實驗條件（載荷、滑動速度、環(huán)境溫度）對15-5PH鋼摩擦磨損性能的影響，并在此基礎(chǔ)上探討了15-5PH鋼的磨損機理。
　　 研究結(jié)果表明:15-5PH馬氏體沉淀硬化不銹鋼在時

3、效后基體組織硬度較固溶狀態(tài)明顯提高，在100℃～600℃時效范圍內(nèi)，鋼的硬度隨著時效溫度的升高先增后減，在450℃時效時出現(xiàn)峰值。
　　 不同固溶溫度和時效溫度對15-5PH鋼的摩擦磨損性能有著顯著的影響。固溶溫度過高或過低都會使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℃時效范圍內(nèi)，隨著時效溫度的升高，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，證明15-5PH鋼耐磨

4、性并不和硬度成絕對的正比關(guān)系。而當材料具有良好強韌性配合的時候，其耐磨性能達到最佳狀態(tài)。實驗驗證，在1040℃固溶+480℃時效的熱處理工藝下，15-5PH鋼具有最佳的耐磨性。
　　 室溫磨損條件下，在其他實驗條件相同時，隨著載荷的增加，磨損量增加而摩擦系數(shù)減小;隨著滑動速度的增加，磨損量增加而摩擦系數(shù)減小。室溫時15-5PH鋼磨損機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