·910. 工程科学学报，第41卷，第7期 区域.在载荷的作用下，氧化层和基体接触面中 磨损截面被一层连续完整的氧化层覆盖，厚度增大 DAC55钢和HTCS-130钢出现一层宽度为2~9um 并且较为不均匀，此时块状氧化物快速地向基体内 的塑性变形层.DAC55钢中有泪滴状氧化物钉入基 部扩散，形成类似于楔子状的氧化物层，氧化层内部 体中，在氧化物内部以及与基体的接触面都出现裂 中有裂纹产生，基体组织发生严重回复现象，塑性变 纹，如图5(b)所示，随着应力的积累，造成裂纹拓 形层消失.700℃时，HTCS-130钢磨损机制转变为 展，最终将会导致氧化物的破裂与脱落，使得磨损加 严重氧化磨损，氧化层厚度约为25μm,氧化层最外 剧，磨损呈现出典型的氧化磨损特征.从HTCS-130 层疏松，并且最外层氧化物大量的剥落，如图5() 钢截面形貌可以看出，没有形成大块的摩擦氧化物， 所示，氧化层附近的基体组织开始回复，基体组织发 但氧化层最外层发生剥落使得截面上出现2~3μm 生严重软化.此外，钢中的碳原子在700℃时具有 的球状氧化物颗粒. 较高的扩散能力，氧化层附近发生高温变形，位错密 图5(c)和(f)分别给出DAC55钢和HTCS-130 度大量增加，诱导马氏体组织析出碳化物1】，导致 钢在700℃下磨损截面形貌.由图可知，DAC55钢 靠近氧化物的区域碳化物富集现象明显 (a) 摩擦氧化物 塑性变形层 裂纹 摩擦氧化物 摩擦氧化物 滑移方向垂直于观察面 滑移方向垂直于观察丽 滑移方向垂直于观察面 10 pm 10μm 0山m (e 塑性变形层 摩擦氧化物 摩擦氧化物 摩擦氧化物颗粒 滑移方向垂直于观察面 滑移方向垂直于观察面 10 um 10m 10μm 图5DAC55钢和HTCS-130钢磨损后截面形貌.(a)300℃，DAC55:(b)500℃，DAC55:(c)700℃，DAC55:(d)300℃，HTCS-130:(e)500 ℃，HTCS-130:(f)700℃，HTCS-130 fig.5Coss-section morphology of DAC55 steel and HTCS-130 steel after wear:(a)300℃，DAC55;(b)500℃，DAC55:(c)700℃，DAC55;(d) 300℃，HTCS-130:(e)500℃，HTCS-130:(f)700℃，HTCs-130 图6为HTCS-130钢和DAC55钢在500℃和 700℃下截面显微硬度梯度，由图可知，温度越高软 600 化越严重，摩擦软化区域越大.当温度为500℃时， ·-HTCS-130.500℃--DAC55.500℃ ▲-HTCS-130.7009℃，-DAC55.700℃ 经过1h的磨损试验，两种材料软化现象并不明显， 500 DAGC55钢和HTCS-130钢距磨损表面10um处硬度 分别下降至HV475.2和HV480.1,DAC55钢距离磨 400 损表面大约为50um的位置出现软化现象，HTCS- 130钢软化层厚度大约为30m.随着试验温度升 300 高到700℃后，两种钢表面硬度显著下降，发生严重 软化，DAC55钢和HTCS-130钢距离表面10μm处 200 50 100150200 250300 硬度分别下降至HV235.1和HV279.0,下降幅度分 到表面的距离m 别达到54.79%和46.35%，与此同时，软化区域厚 图6DAC55钢和HTCS-130钢磨损后截面显微硬度 度进一步增大，DAC55钢厚度达到70um,HTCS- Fig.6 Microhardness distribution on the cross-section of DAC55 130钢则达到50μm. steel and HTCS-130 steel after wear 基体的抗高温软化能力是影响耐磨性的重要因工程科学学报,第 41 卷,第 7 期 区域. 在载荷的作用下,氧化层和基体接触面中 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢出现一层宽度为 2 ~ 9 滋m 的塑性变形层. DAC55 钢中有泪滴状氧化物钉入基 体中,在氧化物内部以及与基体的接触面都出现裂 纹,如图 5(b) 所示,随着应力的积累,造成裂纹拓 展,最终将会导致氧化物的破裂与脱落,使得磨损加 剧,磨损呈现出典型的氧化磨损特征. 从 HTCS鄄鄄130 钢截面形貌可以看出,没有形成大块的摩擦氧化物, 但氧化层最外层发生剥落使得截面上出现 2 ~ 3 滋m 的球状氧化物颗粒. 图 5(c)和(f)分别给出 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢在 700 益 下磨损截面形貌. 由图可知,DAC55 钢 磨损截面被一层连续完整的氧化层覆盖,厚度增大 并且较为不均匀,此时块状氧化物快速地向基体内 部扩散,形成类似于楔子状的氧化物层,氧化层内部 中有裂纹产生,基体组织发生严重回复现象,塑性变 形层消失. 700 益 时,HTCS鄄鄄130 钢磨损机制转变为 严重氧化磨损,氧化层厚度约为 25 滋m,氧化层最外 层疏松,并且最外层氧化物大量的剥落,如图 5(f) 所示,氧化层附近的基体组织开始回复,基体组织发 生严重软化. 此外,钢中的碳原子在 700 益 时具有 较高的扩散能力,氧化层附近发生高温变形,位错密 度大量增加,诱导马氏体组织析出碳化物[18] ,导致 靠近氧化物的区域碳化物富集现象明显. 图 5 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢磨损后截面形貌. (a)300 益 ,DAC55;(b)500 益 ,DAC55;(c)700 益 ,DAC55;(d)300 益 ,HTCS鄄鄄130;( e)500 益 ,HTCS鄄鄄130;(f)700 益 ,HTCS鄄鄄130 Fig. 5 Cross鄄section morphology of DAC55 steel and HTCS鄄鄄130 steel after wear: (a)300 益 ,DAC55;(b)500 益 ,DAC55;(c)700 益 ,DAC55;(d) 300 益 ,HTCS鄄鄄130;(e)500 益 ,HTCS鄄鄄130;(f)700 益 ,HTCS鄄鄄130 图 6 DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢磨损后截面显微硬度 Fig. 6 Microhardness distribution on the cross鄄section of DAC55 steel and HTCS鄄鄄130 steel after wear 图 6 为 HTCS鄄鄄 130 钢和 DAC55 钢在 500 益 和 700 益下截面显微硬度梯度,由图可知,温度越高软 化越严重,摩擦软化区域越大. 当温度为 500 益 时, 经过 1 h 的磨损试验,两种材料软化现象并不明显, DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢距磨损表面 10 滋m 处硬度 分别下降至 HV475郾 2 和 HV480郾 1,DAC55 钢距离磨 损表面大约为 50 滋m 的位置出现软化现象,HTCS鄄鄄 130 钢软化层厚度大约为 30 滋m. 随着试验温度升 高到 700 益后,两种钢表面硬度显著下降,发生严重 软化,DAC55 钢和 HTCS鄄鄄130 钢距离表面 10 滋m 处 硬度分别下降至 HV235郾 1 和 HV279郾 0,下降幅度分 别达到 54郾 79% 和 46郾 35% ,与此同时,软化区域厚 度进一步增大,DAC55 钢厚度达到 70 滋m,HTCS鄄鄄 130 钢则达到 50 滋m. 基体的抗高温软化能力是影响耐磨性的重要因 ·910·