摩擦磨损-耐磨材料.ppt

摩擦学原理 主要内容 含碳量的影响 ㈠ 对钢中基本相的影响 1、溶于铁素体, 起固溶强化作用 非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体。 Si、Mn对强度、硬度提高显著。Cr、Ni在适当范围内提高韧性。 2、形成碳化物，起强化相作用 合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为： Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。 ⑵ W、Mo、Cr为中碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如W2C等。 ⑶ Mn、Fe为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如Fe3C等。 ㈡ 对Fe - Fe3C相图的影响 1、对奥氏体相区的影响 ⑴ Ni、Mn、Co、C、N 等是扩大奥氏体相区的 元素，使A1、A3点下降，A4点上升。 ⑵ Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是缩小奥氏体相区的元素，使A1、A3点上升，A4点下降。 当Cr?13%时，奥氏体相区消失，室温下为单相铁素体组织，称铁素体钢。 ㈢ 对钢中相变过程的影响 1、对奥氏体化的影响 ⑴ 对奥氏体形成速度的影响：除Ni、Co外,都减缓奥氏体化过程. ⑵ 对奥氏体晶粒长大倾向的影响： 2、对过冷奥氏体转变的影响 ⑴对C曲线和淬透性的影响：除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高。 常用提高淬透性的元素为Mn、Si、Cr、Ni、B。 3、对回火转变的影响 ⑴ 提高耐回火性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称耐回火性。 合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析出与聚集。 ⑵ 产生二次硬化 含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。 ⑶ 防止第二类回火脆性 加W、Mo可防止第二类回火脆性。 1、性能要求 ⑴ 良好的综合力学性能。 ⑵ 良好的淬透性。 2、成分特点 ⑴ 中碳：0.3~0.5%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B ② 强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni ③ 细化晶粒: Ti、V ④ 防止第二类回火脆性: W、Mo 3、热处理及组织特点 调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→装配 调质目的：获得良好综合力学性能 使用状态下的组织为：S回 4、常用钢号及用途 45钢, 使用硬度可达53~59HRC，主要 用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等。 载荷(频率达数万次/分)和摩擦。 ⑴ 高而均匀的硬度和耐磨性。 ⑵ 高的?b和接触疲劳强度。 ⑶ 足够的韧性、淬透性和耐蚀性。 2、成分特点 ⑴ 高碳：0.95~1.10%C ⑵ 合金元素：以Cr为主,加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性 3 、热处理和组织特点 滚动轴承钢是过共析钢。 ⑴ 热处理： 球化退火+淬火+低温回火 ⑵ 组织： 4、常用钢号及用途 应用最广的是GCr15，大量用于大中型轴承； 大型轴承用GCr15SiMn。 这类钢还可用于制造模具、量具等。 是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢。 钢号:ZGMn13。 1、成分特点 ⑴ 高碳：1.0~1.3%C 以保持高耐磨性。 ⑵ 高锰：11~14%Mn 以保证形成奥氏体组织。 2、热处理及组织 铸态组织为奥氏体+碳化物, 性能硬而脆。 热处理采用水韧处理。即将钢加热到1100℃，使碳化物溶入奥氏体，并进行水淬。 室温组织为过饱和单相奥氏体。 高锰钢铸态和水韧处理后的组织 3、使用及用途 水韧处理后，韧性高，硬度低.使用时必须伴随着压力和冲击作用。 在压力及冲击作用下，表面奥氏体迅速加工硬化，形成马氏体并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，获得高耐磨性。而心部仍为奥氏体组织,具有高耐冲击能力。 高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机衬板、破碎 一、火焰加热表面淬火 二、感应加热表面淬火 表面化学热处理——渗碳 ?一、化学热处理的分类 依据所渗入元素的不同，可将化学热处理分为渗碳、渗氮、渗硼、渗铝等。如果同时渗入两种以上的元素，则称之为共渗，如碳氮共渗、铬铝硅共渗等。渗入钢中的元素，可以溶人铁中形成固溶体，也可以与铁形成化合物。 表面化学热处理——渗碳 二、渗碳的目的、分类及应用 1、定义： ?? 钢在渗碳就是钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入表面，获得一定的表面含碳量和一定碳浓度梯度的工艺。这是机器制造中应用最广泛的一种化学热处理工艺。 2、目的： 渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。 3、分类： ?? 根据所用渗碳剂在渗碳过程中聚集状