[发明专利]评价强冲击载荷下奥氏体高锰钢初期耐磨性的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料耐磨性的评价方法，尤其涉及一种强冲击载荷下奥氏体高锰钢初期耐磨性的试验方法。

背景技术

奥氏体高锰钢作为耐磨材料，在抵抗强冲击、高应力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面，其耐磨性是其他材料所无法比拟的。奥氏体高锰钢的使用组织为水韧处理(即固溶处理)后的单相奥氏体组织或奥氏体加少量碳化物组织，在冲击载荷作用下，其表层能够迅速产生加工硬化，其硬度急剧升高，保证了其具有良好的耐磨性能；而内部仍为奥氏体，保持着其良好的韧性。奥氏体高锰钢最大的两个特点，一是外来冲击载荷越大，其自身表层耐磨性越高；二是随表面硬化层磨耗掉时，在外加载荷作用下新的加工硬化层又会连续不断地形成。因此，奥氏体高锰钢不但具有良好耐磨性，而且还能承受较强的冲击载荷而不破裂，保证了使用中的安全可靠。

但由于奥氏体高锰钢的原始硬度低，在冲击载荷初次作用下，虽然，其表层能够迅速得到加工硬化，而将减少后续使用过程中的磨损量。但同时由于其表层外形尺寸变化较大，而使摩擦副之间的接触精度降低，导致其初期磨损量较大。为了克服传统奥氏体高锰钢所表现出来的弱点或降低他们的影响，长期以来许多研究工作者在下列几方面做了大量的工作，以求通过提高硬度和加工硬化能力来达到提高奥氏体高锰钢耐磨性的目的。(1)奥氏体高锰钢的合金化；(2)奥氏体高锰钢的变质处理；(3)奥氏体高锰钢的表面形变强化；(4)奥氏体高锰钢的分散镶铸强化；(5)奥氏体高锰钢的沉淀强化。这些方法对于提高奥氏体高锰钢的耐磨性来说都是卓有成效的。

上述提高奥氏体高锰钢初期耐磨性的方法是希望通过提高奥氏体高锰钢硬度的方法来达到的。但这些方法对能否提高冲击载荷工况条件下奥氏体高锰钢初期耐磨性能还有待进行进一步的试验来验证。因为，目前所采用的评价材料耐磨性能的试验方法多为销盘式或往复式等常规静态的磨损试验方法，属于评价非冲击载荷或低冲击载荷作用下材料耐磨性高低的一种方法。通过这种评价方法可以知道，在非冲击载荷或低冲击载荷作用下，一般是材料的硬度越高，失重量越少，则材料的耐磨性就越高。而对于强度高的材料，虽然在载荷作用下，其外形尺寸变化小，而可以减少摩擦副之间接触精度的下降程度，有利于提高材料的初期耐磨性。但由于在一般情况下，材料的强度越高，其塑性、韧性将越低，因而强度高的材料将在强冲击载荷作用下，其表层很容易产生剥落，而增加了材料的初期失重量。由此可见，用现有常规静态磨损试验方法来从载荷初次作用下的外形尺寸的变化和初期失重量的变化的角度来综合评定奥氏体高锰钢在强冲击载荷作用下的初期耐磨性能是较为困难的。并且到目前为止，也还未见有关报道可以用某一力学性能指标来较为准确地表征奥氏体高锰钢在强冲击载荷作用下初期耐磨性的高低。因此，通过寻找一种新的试验方法，能够用某一具体的性能指标来比较准确地评价奥氏体高锰钢在强冲击载荷作用下的初期耐磨性是具有较强实际意义的。