·326· 工程科学学报，第37卷，第3期 图2实验钢微观组织.(a)A钢：(b)B钢：(c)C钢 Fig.2 Microstructure of the tested steels:(a)Steel A:(b)Steel B:(c)Steel C 表1实验钢的力学性能 Table 1 Mechanical properties of the tested steels with different microstructures 钢样 屈服强度/MPa 抗拉强度/MP 拉伸率/% 冲击功(-20℃)小 HBW A 529 632 38 295 212 B 524 649 29 271 222 C 530 621 32 284 208 2.2磨损分析 磨损实验转数增加的直线斜率基本相同，未出现质 对三种实验钢分别进行40N和70N不同载荷下 量损失突然加快或减慢的情况.但当载荷为70N 的浆料磨损实验，用磨损前后试样的质量损失来评价 时，质量损失随磨损转数增加的幅度较载荷为40N 试样在限定磨损条件下的磨损情况.对每一种钢进行 时大，表现在图4中即70N对应的曲线斜率大于40 同样规程的三次重复实验后得到对应磨损时长的质量 N对应的变化曲线 损失平均值.不同载荷条件下累积磨损15000r后的 4.5 -。一A削.40N 平均质量损失见图3，图4是三种钢在不同磨损转数 4.0 ·-B钢.40N 下对应的质量损失变化情况. 4-C钢4N 3.5 --A钢，70八 -B钢，70N 40N 3.0 -4--C剩，70N 70N 2.5 3.7936 2.0 3.3021 78871 15 1.0 1.5504 1,6727 0.5上 1.3508 (000 80001000012000140016000 转数r 图4质量损失随磨损转数的变化曲线 Fig.4 Mass loss as a function of tested revolutions A B钢 C钢 图340N和70N磨损15000r后试样的累积质量损失 材料抵抗磨损的行为并不是材料的一种固有性 Fig.3 Accumulated mass loss of samples tested after 15000 r at 40N 质，它与材料的微观组织、磨损发生时磨料中的颗粒 and 70 N 尺寸、测试条件和设备，甚至实验时的环境因素有 从图3可以看出：在累积磨损实验15000r后B钢 关网.长时间磨损会造成磨料颗粒破碎，产生尖锐的 的平均质量损失最小，C钢最大，A钢居中，说明其耐 棱角，棱角的增加会使磨损的微观机理从对材料损 磨性依次降低；而且无论实验的载荷条件是40N还是 害较小的微观犁沟转为损害更大的微观切削机 70N时，A、B和C三种钢之间的累积质量损失相对关 理可.本工作中三种钢样在同一设备上进行相同条 系并没有变化为进一步揭示不同载荷条件影响下 件的对比实验，并在每磨3000r后停机称重，再开始 各钢样的磨损情况，图4中给出了磨损质量损失随 时完全更换磨损用的砂浆，以避免石英砂粒度变化 磨损实验转数的变化曲线.可以看出在实验的转数 的影响.实验加载值和材料硬度是影响磨损过程的 分别为6000、9000、12000和15000r时，无论载荷大 最重要因素回，一般认为硬度越高耐磨性越好.Xu 小，试样的磨损质量损失表现出相同的线性增长规 等©在开展其耐磨研究工作的同时总结前人结论并 律：且在同一载荷时，各试样磨损后的质量损失随着 指出，钢的硬度与耐磨性的关系并非始终保持简单工程科学学报，第 37 卷，第 3 期 图 2 实验钢微观组织． ( a) A 钢; ( b) B 钢; ( c) C 钢 Fig． 2 Microstructure of the tested steels: ( a) Steel A; ( b) Steel B; ( c) Steel C 表 1 实验钢的力学性能 Table 1 Mechanical properties of the tested steels with different microstructures 钢样 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 拉伸率/% 冲击功( － 20 ℃ ) / J HBW A 529 632 38 295 212 B 524 649 29 271 222 C 530 621 32 284 208 2. 2 磨损分析 对三种实验钢分别进行 40 N 和 70 N 不同载荷下 的浆料磨损实验，用磨损前后试样的质量损失来评价 试样在限定磨损条件下的磨损情况． 对每一种钢进行 同样规程的三次重复实验后得到对应磨损时长的质量 损失平均值． 不同载荷条件下累积磨损 15000 r 后的 平均质量损失见图 3，图 4 是三种钢在不同磨损转数 下对应的质量损失变化情况． 图 3 40 N 和 70 N 磨损 15000 r 后试样的累积质量损失 Fig． 3 Accumulated mass loss of samples tested after 15000 r at 40 N and 70 N 从图 3 可以看出: 在累积磨损实验 15000 r 后 B 钢 的平均质量损失最小，C 钢最大，A 钢居中，说明其耐 磨性依次降低; 而且无论实验的载荷条件是 40 N 还是 70 N 时，A、B 和 C 三种钢之间的累积质量损失相对关 系并没有变化． 为进一步揭示不同载荷条件影响下 各钢样的磨损情况，图 4 中给出了磨损质量损失随 磨损实验转数的变化曲线． 可以看出在实验的转数 分别为 6000、9000、12000 和 15000 r 时，无论载荷大 小，试样的磨损质量损失表现出相同的线性增长规 律; 且在同一载荷时，各试样磨损后的质量损失随着 磨损实验转数增加的直线斜率基本相同，未出现质 量损失 突 然 加 快 或 减 慢 的 情 况． 但 当 载 荷 为 70 N 时，质量损失随磨损转数增加的幅度较载荷为 40 N 时大，表现在图 4 中即 70 N 对应的曲线斜率大于 40 N 对应的变化曲线． 图 4 质量损失随磨损转数的变化曲线 Fig． 4 Mass loss as a function of tested revolutions 材料抵抗磨损的行为并不是材料的一种固有性 质，它与材料的微观组织、磨损发生时磨料中的颗粒 尺寸、测试 条 件 和 设 备，甚 至 实 验 时 的 环 境 因 素 有 关［8］． 长时间磨损会造成磨料颗粒破碎，产生尖锐的 棱角，棱角的增加会使磨损的微观机理从对材料损 害较小 的 微 观 犁 沟 转 为 损 害 更 大 的 微 观 切 削 机 理［5］． 本工作中三种钢样在同一设备上进行相同条 件的对比实验，并在每磨 3000 r 后停机称重，再开始 时完全更换磨损用的砂浆，以避免石英砂粒度变化 的影响． 实验加载值和材料硬度是影响磨损过程的 最重要因素［9］，一般认为硬度越高耐磨性越好． Xu 等［10］在开展其耐磨研究工作的同时总结前人结论并 指出，钢的硬度与耐磨性的关系并非始终保持简单 · 623 ·