【摘要】：Fe-Cr-C合金體系耐磨材料被廣泛運(yùn)用于工業(yè)耐磨領(lǐng)域,其中Cr/C比值及碳化物的結(jié)構(gòu)形貌是影響耐磨層摩擦學(xué)性能的關(guān)鍵因素。本文通過調(diào)節(jié)Cr/C比值制備得到三種典型的碳化物形貌與分布的Fe-Cr-C合金熔敷層,并基于其真實(shí)組織形貌建立微觀組織有限元模型;通過X射線衍射確定組織成分并借助納米壓痕實(shí)驗(yàn),對(duì)顯微硬度等微觀力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià);之后,開展摩擦磨損實(shí)驗(yàn),并采用基于真實(shí)組織仿真的有限元法結(jié)合Mises屈服準(zhǔn)則和剪切破壞理論,模擬各組織真實(shí)摩擦受力條件和磨損過程,分析其抗磨機(jī)理,從而建立了Fe-Cr-C合金耐磨層的摩擦學(xué)行為與微觀組織結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。主要結(jié)論如下:Fe-Cr-C系合金熔敷層的微觀結(jié)構(gòu)中不同生長(zhǎng)方向的初生M_7C_3碳化物分布于共晶碳化物+奧氏體基體中,碳化物的微觀力學(xué)性能呈各向異性,引起熔敷層宏觀耐磨性能的差異。其摩擦類型主要為粘著磨損和磨粒磨損,共晶碳化物+奧氏體基體的斷裂與轉(zhuǎn)移是粘著磨損的主要因素,而由于應(yīng)力集中引起的初生碳化物開裂與剝落是磨粒磨損主要因素。不同的外加載荷條件會(huì)嚴(yán)重影響Fe-Cr-C系熔敷層的耐磨性能。較低應(yīng)力時(shí),碳化物可以發(fā)揮支撐骨架的作用,有效保護(hù)基體組織,提高熔敷層的耐磨性;隨著施加載荷的增加,碳化物的應(yīng)力集中隨之增大,平行于熔敷層生長(zhǎng)的碳化物優(yōu)先斷裂,熔敷層磨損量增加,耐磨性降低。
【圖文】：

圖 1-1 Fe-Cr-C 三元相圖Figure 1-1 Fe-Cr-C ternary Phase Diagrams合金體系基于 Fe-Cr-C 三元結(jié)構(gòu)，并且通元素。Jackson[17]提出了液相面理論，該理e 和 Chicco 利用更精確的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和純度理論，如圖 1-1 所示[18]。由圖 1-1 三元相C 合金可以分為亞共晶、共晶和過共晶 FeCr-C 合金的鉻含量在 11-30%之間，C 含量氏體的區(qū)域。當(dāng)合金凝固時(shí)，溫度降至共析出奧氏體樹枝晶。隨后形成 M7C3共晶示。{Liquid → ( )Liquid → ( ) 7 3( ) 合金在凝固過程中發(fā)生完全共晶反應(yīng)，但當(dāng)，在部分成分范圍還會(huì)發(fā)生包晶反應(yīng)。這類

而不是正交晶系來標(biāo)定分析，這是由于根據(jù)六方晶系碳化物的取向關(guān)系和面缺陷等相關(guān)晶體學(xué)內(nèi)容。碳化物的組織特征和性能參數(shù)3碳化物中含有大量層錯(cuò)，，這些層錯(cuò)沿著{0110}晶面最多成三個(gè)方向，每個(gè)方向?qū)渝e(cuò)夾角為 120°，除了碳形外，三個(gè)方向的層錯(cuò)常常存在于一個(gè)碳化物晶粒中花樣常常包含二次衍射斑點(diǎn)、條帶和拉長(zhǎng)的衍射條物中層錯(cuò)的本質(zhì)存在兩種理論，但對(duì)于層錯(cuò)定性的為(Fe,Cr)7C3碳化物晶體不符合立方對(duì)稱性，而是結(jié)構(gòu)。李玉清[35]在其研究中表明在 M7C3中不僅含有局部環(huán)境特征的{013}孿晶，層錯(cuò)的本質(zhì)是顯微孿晶結(jié)晶的過程中[0110]方向發(fā)生塑性剪切變形，為滿足錯(cuò)[32]。然而這一模型更適合反向區(qū)域的形成，而不適
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG143.9

【參考文獻(xiàn)】

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