Page 11 - 摩擦学学报2025年第9期

第 9 期 冯芸, 等: G20Mn5QT铸钢激光熔覆316L涂层微动摩擦磨损特性研究 1265

Substrate Cladding layer

O O
Wear area
Wear area
PSR: D=10 μm Intensity/a.u. Intensity/a.u.

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400
Distance/μm Distance/μm

O Debris O

MR: D=20 μm Intensity/a.u. Intensity/a.u.

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400
Distance/μm Distance/μm

O O
Debris
SR: D=40 μm Intensity/a.u. Intensity/a.u.

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400
Distance/μm Distance/μm

Fig. 9 EDS line scans of G20Mn5QT cast steel substrate and 316L cladding layer at different displacement amplitudes
图 9 G20Mn5QT铸钢基体及316L熔覆涂层不同位移幅值下的EDS线扫图

边缘发生微滑出现少量磨屑堆积，最大磨损深度分别 着位移幅值的不断增大，基体及熔覆层的磨损体积也
为0.94 μm和0.53 μm. 当微动运行于混合区时，磨痕磨 随之增加，当微动运行于混合区和完全滑移区时，熔
损面积增大，周围存在明显的磨屑堆积，此时基体损伤面 覆层的磨损体积和磨损率均明显低于基体，其中磨损
积明显大于熔覆层，基体与熔覆层的磨损深度分别为 率分别降低约4.26%和19.1%. 通过对G20Mn5QT铸钢
4.26 μm和1.26 μm. 当微动运行于完全滑移区时，磨痕 以及316L熔覆层的磨痕三维形貌以及二维轮廓特征
损伤严重，磨痕表面存在由于片状剥层而产生的凹 的分析可以发现，熔覆层的损伤程度相较于基材明显
坑，且表面与边缘均散布着磨屑颗粒，基体损伤面积大 更低. 尽管316L熔覆层在微动往复过程中未能表现出
于熔覆层且磨损深度也有显著差异，分别为19.05 μm和 优于基材的减摩效果，但其均匀的组织特征和较高的
5.75 μm. 值得关注的是，当微动运行于完全滑移区 硬度使其具备优异的耐磨损性能.
时，熔覆层表面出现轻微的材料堆积现象，可能是因 2.5 剖面形貌分析
为熔覆层较高的硬度使得摩擦对偶Q355E钢球在微动 图11所示为不同位移幅值下G20Mn5QT铸钢基
运行过程中发生了材料脱落与剥离并被压实于表面 体及316L熔覆涂层剖面损伤形貌的SEM照片示意图.
所造成. 图10(c)所示为G20Mn5QT铸钢基体及316L熔 从图11可以看出，在固定的法向载荷下，当位移幅值
覆涂层的磨损体积与磨损率，由图10(c)可知，当微动 D为20、40 μm时，基体磨痕剖面可观察到明显的剥层
运行于部分滑移区时，基体及熔覆层磨损较轻微，随 与磨损坑，如图11(a)所示，说明由于剥层的存在导致