深冷处理对钢铁材料微观组织和摩擦学性能的影响

摘要

热处理作为一种不改变材料形状，通过改变材料内部显微组织结构而改善材料综合性能的工艺，已经在机械工艺制造中扮演着重要的角色。而深冷处理是材料常规热处理的一种延伸，可以进一步挖掘材料内在的潜力，提高材料的机械性能和使用寿命，同时深冷处理具有操作简单、绿色无污染、价格低廉等的优点，受到国内外广泛的关注。本文对黑色金属材料310S不锈钢、粉末冶金铁基自润滑材料、CrWMn模具钢进行深冷处理，研究了深冷处理对材料微观组织和摩擦学性能的影响，探索了相关的摩擦磨损机理，得出了最佳的深冷处理工艺。
　　本研究主要内容包括：⑴研究了深冷处理对310S不锈钢微观组织和在0.5M H2SO4溶液和3.5wt%NaCl溶液中的耐腐蚀磨损性能的影响。结果表明：310S不锈钢经过深冷处理后，铁的晶格发生收缩，晶粒发生细化，更多含Cr碳化物弥散析出基体；材料的耐酸和盐腐蚀性能随着深冷处理时间的延长呈现先增大后减少的趋势，在深冷处理4h时，材料的耐酸和盐腐蚀性能最强。同时，深冷处理可以明显的改善310S不锈钢的在酸和盐中耐腐蚀磨损性能，且深冷处理4h耐腐蚀磨损性能最佳。⑵通过粉末冶金的方法制得铁基自润滑材料，材料的基体为奥氏体， Cu2S为固体润滑相。研究了深冷处理对铁基自润滑材料微观组织和摩擦磨损性能的影响，结果表明：经过深冷处理之后，奥氏体基体将向马氏体发生转变，并且在马氏体中弥散析出合金碳化物；随着深冷处理时间的延长，马氏体转变量增大，且马氏体的粒径逐渐变小。深冷处理之后，材料的硬度得到明显的提升，同时深冷处理后的铁基自润滑材料比未深冷的材料具有更加优异的润滑和耐磨损性能，并深冷处理时间达到8 h，铁基自润滑材料的摩擦学性能达到最佳。⑶探讨了深冷处理对CrWMn模具钢微观组织和摩擦磨损性能的影响，结果表明：经过深冷处理后，CrWMn模具钢中残余奥氏体向马氏体发生转变，马氏体含量增大，且马氏体中会弥散析出颗粒状碳化物；随着深冷时间得延长，马氏体转变量进一步增多，且晶粒发生细化。深冷处理24h，CrWMn模具钢耐磨性能达到最佳。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 深冷处理

1.3 本文选题意义与研究内容

第二章 深冷处理对AISI 310S不锈钢微观组织和耐腐蚀磨损性能的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 深冷处理对粉末冶金铁基自润滑材料微观组织和摩擦磨损性能的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 深冷处理对CrWMn模具钢微观组织和摩擦磨损性能的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文和专利