选择性激光相变40Cr钢摩擦磨损性能研究

摘要

为了解决40Cr钢零部件表面磨损问题,结合表面织构理论,采用激光相变硬化工艺制备分布规则的不同形状(圆形、条状)软硬耦合表面。通过扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和超景深显微镜分别分析相变区微观组织、物相,评估表面抗磨损性能、磨损表面形貌。结果表明,圆形相变区截面硬度高于条状,平均介于(720±3)HV_(0.1),且淬硬层较深;相变后生成马氏体、Cr_(7)C_(3)、Fe_(7)C_(3);对比40Cr钢未处理表面与软硬耦合表面摩擦系数,软硬耦合表面摩擦系数均低于0.5且波动小,具备好的摩擦稳定性;磨损表面损伤小,源于磨损过程硬质相能够阻碍磨屑运动、减少表面损伤,软相区可以缓存能量和碎屑,软相区以梨削、粘着损伤为主,硬相区以小点蚀坑为主,900W圆形软硬耦合表面减磨耐磨效果最好;塑韧好、表面规律分布、一定比例(50%)硬质相能够有效提升和改善材料工作表面抗磨损性能,改善对磨副接触表面,进而能够稳定摩擦系数。该研究可为改善40Cr零部件表面磨损提供参考。