Page 29 - 摩擦学学报2025年第10期

1426 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

(a)
Mosaic screen

Cr Fe Mn
Oxide layer

10 μm
Matrix V Mo O
(b)
Mosaic screen

Oxide layer
Cr Fe Mn Ca

Matrix Cracks
10 μm
V Mo O
Fig. 8 SEM and EDS mapping micrographs of the section of HSS after oxidation:
(a) isothermal oxidation 5 h; (b) cyclic oxidation 60 times
图 8 高速钢氧化后截面形貌的SEM照片与EDS结果：(a) 恒温5 h；(b) 循环60次

60

3
Isothermal oxidation 5 h Time/10 s
Isothermal oxidation 10 h 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
50 Cyclic oxidation 60 times
Cyclic oxidation 120 times (a) Average friction coefficient: 0.47 0.6
Normal force/N 30 Wear rate/[10 −7 g/(N·m)] 3 2 (b) 1.855×10 g/(N·m) 0.4 Friction coefficent
40
0.5
−7
20
10 1 (c) HSS Q235 steel −1
0 −1.496×10 cm /(N·m) −2 Wear rate/ [10 −7 cm 3 /(N·m)]
3
−7
LC1 LC2 LC3
−3
Fig. 9 Critical load of HSS sample
Fig. 10 Tribological properties of HSS pin/Q235 steel disc
图 9 高速钢样品的临界载荷
friction pair: (a) friction coefficient; (b) wear rate of HSS;
(c) wear rate of Q235 steel
起到保护销和盘的作用. 摩擦层能有效降低摩擦系
图 10 高速钢销/Q235钢盘摩擦副的摩擦学性能：(a)摩擦系
数，但同样会因为严重的塑性变形导致其内部出现许 数；(b)HSS销的磨损率；(c) Q235钢盘的磨损率
多裂纹，甚至发生剥离[图12(b)].
性较低，无法释放随着温度增加的热应力，导致裂纹
3 讨论 优先在碳化物处产生，致使该样品在12次循环时便出
3.1 高速钢轧辊材料恒温氧化和循环氧化行为分析 现细小的裂纹. 同时在循环氧化过程中，会在氧化层

在恒温氧化过程中，Fe的氧化物以薄片状的 表面形成1层CaCO . 这是因为水中含有的大量的钙离
3
Fe O 为主；但是循环氧化过程中，Fe的氧化物则呈现 子，附着在基体等部位，并与CO 发生反应形成的.
2−
3
3
2
出白色网状结构的Fe O ，这使氧化层的疏松程度增 CaCO 的形成还会导致氧化层表面的光洁度和硬度下
3
3
2
加，完整性降低，有利于外界的O元素进入高速钢内 降，使耐磨性降低. 因此轧制过程中应使用软化水或
部，导致氧化层的保护能力下降. 该高速钢中碳化物 去离子水，降低冷却水中钙离子的浓度，从而延长轧
分布较为均匀且碳化物颗粒较细，因为碳化物本身塑 辊的使用寿命.