下贝氏体球墨铸铁在腐蚀介质中的磨粒磨损行为-金属学报.PDF

第50 卷 第11 期 Vol.50 No. 11 2014 年 11 月 第1327-1334页 ACTA METALLURGICA SINICA Nov. 2014 pp. 1327-1334 下贝氏体球墨铸铁在腐蚀介质中的磨粒磨损行为* 孙 挺 宋仁伯 杨富强 李亚萍 吴春京 (北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083) 摘 要 通过腐蚀磨损实验研究了下贝氏体球墨铸铁材料的腐蚀磨粒磨损行为, 分析了影响腐蚀磨损失重率的主要因素. 采用SEM 和TEM 对磨损表面特性进行了分析, 根据磨损表层纵剖面的显微硬度研究了材料表层在腐蚀磨损过程中的形变 硬化效应, 结合下贝氏体球墨铸铁的电化学行为研究了载荷对耐腐蚀性能的影响. 结果表明, 下贝氏体球墨铸铁的腐蚀磨 损机理为化学腐蚀失重和犁沟式磨粒磨损. 载荷的提高对表面粗糙度、材料表面与磨粒之间的摩擦力以及磨粒压入材料 表面的深度有显著的影响, 从而导致磨粒磨损失重率显著上升. 较高的载荷作用下, 材料表面出现分层组织和条带状石 墨, 形成局部微型原电池, 促使腐蚀速率提高, 同时分层组织的疲劳断裂也将促使失重率进一步提升. 载荷的增加使得基体 中残留奥氏体内部出现大量位错的缠结, 促进材料表面硬化, 在一定程度上提高了材料的耐磨性能. 当载荷从10 N 增至 2 2 200 N 时, 腐蚀磨损失重率从0.16 g/(cm ·h)增至0.42 g/(cm ·h). 当粗糙度R 由0.12 μm 增大到5.20 μm 时, 腐蚀电流密度从 a 2 2 0.56 mA/cm 上升至5.62 mA/cm . 下贝氏体球墨铸铁的腐蚀磨损失重曲线可分为3 个阶段, 分别为磨损初期的点接触加速 磨损阶段、磨损中期的面接触过渡磨损阶段、磨损后期的疲劳磨损阶段. 关键词 下贝氏体球墨铸铁, 腐蚀磨粒磨损, 电化学行为, 电偶腐蚀, 失重率 中图法分类号 TG 143.1 文献标识码 A 文章编号 0412-1961(2014) 11-1327-08 ABRASIVE WEAR BEHAVIOR OF LOWER BAINITE DUCTILE IRON IN CORROSION MEDIA SUN Ting, SONG Renbo, YANG Fuqiang, LI Yaping, WU Chunjing School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083 Correspondent: SONG Renbo, professor, Tel: (010) E-mail: songrb@mater.ustb.edu.cn Manuscript received 2014-05-05, in revised form 2014-06-26 ABSTRACT The corrosion-abrasive wear behavior of lower bainite ductile iron was investigat