毕业论文--耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性的探究

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1、耐磨耐蚀材料题目：耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性探究学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程指导老师：路阳杨效田学生姓名：王鹏春学号：1320805030432104年5月1日7耐磨耐蚀材料耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性探究摘要：综述了耐磨及减摩材料的基本性能要求，简单阐述了常见的耐磨及减摩材料的成分、组织与性能等和目前耐磨及减摩材料的新进展及方向。最后，论述了耐磨及减摩材料在表面工程技术中的应用形式，及耐磨涂层的发展方向。关键词:耐磨材料；减摩材料；耐磨涂层0前言众所周知，摩擦磨损特性的探究对国民经济来说，有着非凡的意义。据统计，全世界大约有-的能源以各种形式消耗在摩擦上。而摩擦导致的磨损是机

2、械设备零件失效的三大原因之一，大约有80%的损坏零件是由于各种磨损形式引起的[1]。为了节约能源和材料，解决因磨损带来的损失显得至关重要，随着技术水平的发展，而其解决措施也变得各种各样，而本文主要从最基础的材料的选择上入手，来综述耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性的探究现状及发展方向。1耐磨材料材料的耐磨性通常是指在一定的工作环境下，摩擦副材料在，摩擦过程中抵抗磨损的能力。材料的耐磨性不是材料固有的本性，而是材料性质在一定的摩擦规范、表面状态、环境介质、工件结构、材料配对等某种条件下的体现。因此材料的耐磨性是相对的、有条件的。耐磨材料的一般性要求有以下几点[2]：1.机械性能方面要有高的抗拉、抗压、

3、抗拉、抗剪切强度；有高的硬度和韧性；有较高的相对延伸率；在摩擦的高温、高压下，机械性能应该稳定。2.物理、化学性能方面要有良好的导热性，低的热膨胀系数，且各相的线膨胀系数差别要小；合金元素在其内的溶解度要高，分布要均匀；各相间微观电势要小，抗腐蚀性好；各相成分要在较宽的温度、压力范围内保持稳定。3.金相结构方面金属晶体的滑移系要少；固溶体与强化相要恰当配合；强化相要有高的弥散性，分布要均匀；各相的位向要互相接近。4.工艺性能方面要有良好的淬透性和机加工性，以及其他必要工艺性能，如铸件的铸造性。77耐磨耐蚀材料1.1常见的几种传统金属耐磨材料1.高锰钢[3]高锰钢是一种历史悠久，世界各国广泛使用

4、的一种耐磨钢。其含碳量约0.9%--1.3%，含锰量约11%--14%，加热到1000--1100℃可得到单相奥氏体组织，然后在水里迅速冷却仍保持奥氏体状态。这种钢的硬度不高（HB约200），但韧性很好，在受到高的冲击载荷或高的压力时，其表层产生加工硬化，硬度大大提高（HB高达450--550）。高锰钢由于表面加工硬化而具有高的硬度，心部奥氏体组织具有高的韧性和一定的强度，所以主要用于制作承受剧烈冲击或挤压零件。2.其他合金钢[4]作为抗磨粒磨损的合金钢，应具有足够高的含碳量，以提高淬透性和增强马氏体的硬度。低合金铸钢有仅次于高锰钢的高韧性，如果合理的选择成分和热处理工艺，将获得比高锰钢还要高

5、的强度和比较深的表面硬化层。在磨粒磨损中实使用的合金钢有中碳铬锰硅钢和高碳碳铬锰硅钢，化学成分为Cr1%--3%，Mn1%，Si1%--3%。此外还有铬--钼系，锰--铬系，镍--铬--钼系铸钢。这些合金元素都能提高淬透性、或作为弥散硬化处理以提高耐磨性。这些低碳合金钢可以通过热处理获得一定的韧性和表面硬化层，所以适用范围比较广泛。3.石墨钢石墨钢综合了钢和铸铁的优点，既有良好的耐磨性，也有较高的机械性能和较好的铸造性能，其化学成分一般为C1.25--1.45%，Si1%--1.25%，Mn0.3--0.5%。为了改善其综合性能可以进行孕育处理工艺，在石墨中加入Fe--Si,Si--Ga等孕育

6、剂，或加入促进石墨化的元素，以改变石墨的形态和分布。在低的磨粒磨损下，石墨钢比高锰钢耐磨性好，而且成本低。但是，石墨钢导热性差，在高的热应力下可能发生热裂。4.耐磨铸铁[5]铸铁具有良好的耐磨性以为人们共知，虽然他的机械性能比钢差，但在相同条件下，成本低，经某些工艺处理后，也能满足不同的要求，故还是广泛的应用于摩擦副的耐磨材料使用，尤其是在当摩擦副有高的耐磨性，又要好的减摩性时，往往采用铸铁比钢更有利。主要有，普通白口铸铁和合金白口铸铁：（1）普通白口铸铁77耐磨耐蚀材料具有较高的硬度和屈服强度，生产工艺简单，成本低，是传统的抗磨材料之一。适用于干摩擦和冲击载荷不大的磨料磨损场合。因为其脆性差

7、、韧性大，应用范围有限。（1）镍硬合金铸铁镍含量3.3%--5%,其铸态组织：马氏体和少量的奥氏体，碳化物的结构式(Fe,Ni)3C型，形态为连续网状渗碳体，因此具有高的韧性和高的耐磨性，但淬透性不高，铸造性能差。（2）高铬合金白口铸铁若摩擦条件是要承受高应力的磨料磨损，又要求好的抗腐蚀磨损时，可得到满意的效果。它的铬含量较高（15%--30%），且碳化物的结构和形态还随着铬的含量的增加而改变，热