高铬表面复合材料的冲击磨损性能研究.pdf

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1、Jul．2016VOI．65No．7铸造FOUNDRY高铬表面复合材料的冲击磨损性能研究贾利晓1，张庆丰1，王笑真2(1．洛阳理工学院材料科学与工程学院，河南洛阳471023；2．洛阳绿景环保科技有限公司，河南洛阳471003)摘要：以高碳铬铁为主要增强材料，采用铸造方法制备了三种不同成分的高铬表面复合材料。观察了表面复合层的组织及其与基体的结合状态，使用MLD．10型动载磨料磨损试验机进行了材料的冲击磨损试验。磨损试验结束后，使用扫描电镜观察了表面复合材料的磨损面及其正切面形貌，分析了材料的磨损机理。结果表明：在所制备的三种材料中，增强颗粒中高碳铬铁含量为40％的表面复合材料耐磨性最好

2、，其耐磨性是基体材料的10倍以上；所制备表面复合材料的主要磨损失效方式为反复塑性变形和疲劳剥落。关键词：高铬表面复合材料；动载磨料磨损试验机；冲击磨损；耐磨性；磨损机理中图分类号：TGl74．44文献标识码：A文章编号：1001-4977(2016)07—0625—05StudyonImpactWearPropertiesofHigh—ChromiumSurfaceCompositesJ队Li-xia01，ZHANGQing-fen91，WANGXiao一吐en2(1．CollegeOfMaterialScienceandEngineering，LuoyangInstituteofSci

3、enceandTechnology,Luoyang471023，Henan，China；2．LuoyangGreenEnvironmentalProtectionTechnologyCo．，Ltd．，Luoyang471003，Henan，China)Abslract：Usinghighcarbonferro—chromeasmainreinforcematerial,threehighchromiumsurfacecompositeswithdifferentingredientswereprepared．Furthermore，microstructureandbondstatuso

4、fthepreparedcompositeswithmatrixwereobservedbymetalloscopeandtheimpactwearpropertieswerestudiedbydynamicloadabrasiveweartesterwithtypeofMLD．10．Afterwearexperiments，thewearappearanceofweal"surfaceanditsnormalsectionwereobservedbyscanningelectronmicroscopeforanalyzingthewearmechanismofsurfacecompos

5、ites．Theresultsindicatethatthesurfacecompositewith40％hi曲carbonferro．chromeadditionsinreinforcedparticleshadthebestwearresistanceanditswearresistancewasmorethantentimesofthematrixmaterial；themainwearfailuremodeswererepeatingplasticdeformationandfatigueflake．Keywords：hilgh-chromiumsurfacecomposites

6、；dynamicloadabrasiveweartester；impactwear；weal"resistance；wearmechanism铬是一种强碳化物形成元素，在铁碳合金中多以碳化物的形式存在，可使材料的耐磨性显著提高【l-3】。25钢是含碳量较低的中碳钢，既具有一定的强度和硬度，又具有较好的塑性和韧性，综合力学性能优良。铸造是一种传统的成形工艺，具有工艺简单、成本低廉、适应性广的特点，并且由于金属在液态下成形，可以生产任意复杂形状的零件【4】。若以25钢为基体材料，采用铸造的成形方法，在其表面形成高铬复合层，则可使零件具有表面耐磨、心部强韧的综合力学性能，对于需要提高局部耐磨性

7、而保持整体韧性的工件是一个好的选择。本研究采用25钢作为基体材料，采用高碳铬铁颗粒作为强化材料，结合液态成形方法，制备出了高铬表面复合材料，并研究了其冲击磨损性能。1试验方法与内容1．1表面复合材料的制备试验所用的高碳铬铁主要成分为59．7％Cr、7．4％C、其余为Fe，其颗粒直径为0．8～1．2mnl。除高碳铬铁外，在强化材料中还加入硼砂、酚醛树脂和铁粉。硼砂在成形过程中作为助熔剂，以减轻增强颗粒的氧化程度，提高基体金属对增强材料