碳钢热浸镀铝涂层的磨损性能

摘要

研究了扩散退火对碳钢热浸镀铝镀层微观组织的影响,特别是在1000℃扩散退火后镀铝钢的磨损性能,并探讨了磨损机理。结果表明,在低于900℃的温度下扩散退火后的镀层均含脆性相Fe2Al5,在1000℃退火后的镀层其物相全部转化为韧性相FeAl和Fe3Al,且与基体具有良好的冶金结合。随着温度从室温升高到200和400℃,磨损率显著下降,达到一个极低的水平。在室温下镀铝钢的磨损率随着载荷的增加快速升高;在200℃磨损率几乎不随载荷变化,平均磨损率为4.2×10-6mg/mm;在400℃、载荷50-200 N条件下磨损率略低于200℃对应载荷下的磨损率,但在250N时磨损率快速升高。这表明,镀铝钢在200-400℃具有优异的耐磨性。其高耐磨性源于在磨面形成了厚度为1-2μm、含大量Al2O3和Fe2O3及少量W、Mo的氧化物的摩擦氧化层,主要磨损机制为氧化轻微磨损。但是当载荷达250 N时摩擦层因不稳定而剥落,导致镀层剥落,使基体发生塑性挤出。