Page 36 - 《摩擦学学报》2020年第5期
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第 5 期 李嘉祺, 等: 氮合金化堆焊合金往复式摩擦磨损行为的研究 591
Plastic deformation
Plastic deformation
Groove
Sliding
Sliding
Groove
100 μm 100 μm
(a) 5 N (b) 10 N
Debris
Sliding
Plastic deformation 100 μm 10 μm
(c) 15 N (d) 15 N
Fig. 7 The morphologies of worn surfaces of sample J under different loads
图 7 不同载荷下试样J摩擦磨损形貌
形+挤出”的磨损形貌，未发现明显的疲劳剥落现象 面疲劳磨损.
(图7). 说明试样J除了具备较高的硬度，同时具有良好 c. 氮合金化堆焊合金中，大量细小的碳氮化物沿
的塑性变形抗力，其磨损机制主要为磨粒磨损. 在摩 板条马氏体基体和晶界弥散析出，起到了明显的细晶
擦磨损过程中，高硬度的Si N 球与堆焊合金以“点- 强化和弥散强化作用，增强了基体的塑性变形抗力以
4
3
面”接触进行滑动摩擦，法向载荷和切向载荷通过接 及抵御磨粒磨损的能力，使磨损表面切削痕数量更
触点传递，堆焊合金磨损表层发生塑性剪切变形，且 少、深度更浅，抗疲劳剥落现象得到明显改善.
变形在重复载荷作用下不断累积并被“挤出”，如图7(d)
参 考 文 献
所示. 在试样J中，碳氮化物的弥散析出，起到了明显
[ 1 ] Alam M K, Edrisy A, Urbanic J. Microstructural analysis of the
细晶强化和弥散强化作用，显著提高了堆焊合金抵抗
laser-cladded AISI 420 martensitic stainless steel[J]. Metallurgical
塑性变形的能力，从而避免了疲劳裂纹和疲劳剥落的
and Materials Transactions, 2019, 50(5): 2495–2506. doi: 10.1007/
发生.
s11661-019-05156-6.
3 结论 [ 2 ] Angelini V, Boromei I, Martini C, et al. Dry sliding behavior (block-
on-ring tests) of AISI 420 martensitic stainless steel, surface
a. 氮合金化堆焊合金的组织为板条马氏体和大 hardened by low temperature plasma-assisted carburizing[J].
量细小的碳氮化物((Ti，Nb)C、NbN和TiN). 氮合金化 Tribology International, 2016, 103: 555–565. doi: 10.1016/j.triboint.
堆焊合金中碳氮化物沿板条马氏体基体和晶界弥散 2016.08.012.
[ 3 ] Prieto G, Tuckart W R. Influence of cryogenic treatments on the
析出，可以有效细化板条马氏体结构.
wear behavior of AISI 420 martensitic stainless steel[J]. Journal of
b. 在往复式摩擦磨损过程中，随着载荷的增加，
Materials Engineering and Performance, 2017, 26(11): 5262–5271.
堆焊合金表面产生的磨痕深度加深，磨痕截面积变大.
doi: 10.1007/s11665-017-2986-y.
由于承受周期性载荷作用，堆焊合金摩擦表面出现明 [ 4 ] Yang K, Jiang Y F, Bao Y F. Effect of titanium content on
显的切削痕和塑性变形，其磨损机制为磨粒磨损和表 microstructure and wear resistance of hardfacing alloy[J]. Journal of
