Page 20 - 摩擦学学报2025年第10期

第 45 卷 第 10 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 10
2025 年 10 月 Tribology Oct, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024077 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024077
程建国, 李万里, 王延青, 杜旭景, 王文珍, 易戈文, 万善宏. 1种高速钢轧辊材料高温氧化与摩擦磨损行为研究[J]. 摩擦学学报
（中英文）, 2025, 45(10): 1417−1431. CHENG Jianguo, LI Wanli, WANG Yanqing, DU Xujing, WANG Wenzhen, YI Gewen,
WAN Shanhong. High Temperature Oxidation, Friction and Wear Behavior of a High Speed Steel Roll Material[J]. Tribology, 2025,
45(10): 1417−1431.

1种高速钢轧辊材料高温氧化与

摩擦磨损行为研究

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程建国 , 李万里 , 王延青 , 杜旭景 , 王文珍 , 易戈文 , 万善宏 2
(1. 宝武重工有限公司，上海 201999；
2. 中国科学院 兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃 兰州 730000；
3. 中钢集团邢台机械轧辊有限公司，河北 邢台 054000)
摘 要: 为了探究高速钢轧辊材料的高温氧化与摩擦行为，将高速钢样品分别在600 ℃下进行高温氧化(恒温氧化和
循环氧化)试验和摩擦试验，考察其氧化动力学，分析其氧化表面和横截面的显微组织，并探讨氧化层的机械性能
和摩擦磨损行为. 结果表明：恒温氧化和循环氧化动力学曲线均符合抛物线规律；恒温氧化和循环氧化过程中的产
物分别以Fe 2 O 3 和Fe 3 O 4 为主，但是在循环氧化条件下存在CaCO 3 ，从而降低氧化层表面的光洁度和硬度；循环氧化
条件下，氧化膜厚度更厚，氧化膜与基体的结合力更高，但由于CaCO 3 和裂缝的存在，延长循环氧化时间会造成氧
化膜过早破坏. 高速钢摩擦磨损机制主要为氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损，在摩擦过程中出现材料转移现象；磨
损产物与氧化产物类似，但磨损产物以Fe 3 O 4 为主.
关键词: 高速钢; 恒温氧化; 循环氧化; 摩擦磨损; 负磨损
中图分类号: TH117.1; TH117.3 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)10–1417–15

High Temperature Oxidation, Friction and Wear Behavior of a

High Speed Steel Roll Material

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CHENG Jianguo , LI Wanli , WANG Yanqing , DU Xujing ,
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WANG Wenzhen , YI Gewen , WAN Shanhong 2
(1. Baowu heavy industry Co, LTD, Shanghai 201999, China;
2. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics,
Chinese Academy of Sciences, Gansu Lanzhou 730000, China;
3. Sinosteel Xingtai Machinery & Mill Roll Co, LTD, Hebei Xingtai 054000, China)
Abstract: Due to the service conditions of high speed steel (HSS) work rolls is harsh (high temperature, high stress,

Received 9 April 2024, revised 29 September 2024, accepted 8 October 2024, available online 25 February 2025.
*Corresponding author. E-mail: wzhwang@licp.cas.cn, Tel: +86-13659413135.
This project was supported by the Strategic Key Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDB 0470302), National
Natural Science Foundation of China (52072380, 51575505), Major Science and Technology Project of Gansu Province
(23ZDGA011), Key Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDPB24), and Central Guided Local Science and
Technology Development Fund (211084337120).
中国科学院战略重点研究计划项目(XDB 0470302)、国家自然科学基金项目(52072380, 51575505)、甘肃省科技重大专项(23ZDGA011)、
中国科学院重点研究项目(XDPB24)和中央引导的地方科技发展基金(211084337120)资助.