超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面纳米化与摩擦磨损性能的影响

摘要：

目的 利用超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面进行强化处理,并研究超音速微粒轰击对材料表层组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响.方法 采用三维显微形貌仪、透射电镜、背散射电子仪、扫描电镜、X射线残余应力分析仪、显微硬度仪等仪器观测GCr15SiMn轴承钢强化前后的微观组织、表面粗糙度、力学性能,并使用UMT-2摩擦磨损试验机对试样强化前后的摩擦磨损性能进行检测.结果 经过超音速微粒轰击强化处理的GCr15SiMn钢试样的表面粗糙度增加,表层结构发生严重的塑性变形,形成约20 μm厚的塑性变形层,片状马氏体细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为13 nm,碳化物平均粒径由0.48 μm减小到0.45 μm,数量增加了约 18%.试样表层引入了300 μm的硬化层,表面硬度从 740HV0.05 提高到了 996HV0.05,距表面 10 μm处出现硬度最高值为 1 056HV0.05,硬度提高了 42.7%.试样引入深度为 60 μm的残余压应力层,样品表面残余应力为?1 246 MPa左右.经过超音速微粒轰击后,强化试样平均摩擦因数略高于原始试样,而磨损率得到了大幅度降低,磨损机理主要为磨粒磨损,伴有少量的氧化磨损和黏着磨损.结论 经过超音速微粒轰击的GCr15SiMn轴承钢表面粗糙度增加,表层晶粒细化至纳米级;表层构建了残余应力层和硬化层;强化引入的残余应力和因强化处理引起的加工硬化、细晶强化改善材料的耐磨性.

关键词：超音速微粒轰击、GCr15SiMn轴承钢、微观组织、力学性能、摩擦磨损性能

所属期刊栏目：52

分类号：TH117

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：425-434