不同热处理后Cr12MoV钢磨损的研究

　　Crl2MoV钢是一种性能良好、应用广泛的冷作模具钢。服役时模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力，其正常报废原因一般是磨损。试验研究了热处理工艺对Cr12MoV钢磨损性能的影响，分析其磨损机理，进而为工业生产中通过热处理来提高Cr12MoV钢的耐磨性提供依据。

　　1 试验材料和方法

　　试验所用材料为钢厂购买的热挤压Cr12MoV钢棒。首先对原材料进行锻造加工，然后在860℃保温3h，之后在760℃下等温5h进行球化退火，退火后将其表面的氧化皮和脱碳层磨掉，之后用线切割机将其切割成15mm×15mm×35mm的长方体若干个，再对试样进行最终热处理，其热处理工艺见表1。利用金相显微镜观察不同热处理后的组织。再将最终热处理后的试样加工成10mm×10mm×10mm的正方体若干个作为磨损试样。利用MMS-2B型摩擦磨损试验机对不同热处理后的Crl2MoV钢进行摩擦磨损试验，其磨损试验方案为：转速200r/min，载荷200N，磨损时间40min。利用电子分析天平测量其失质量，取3次平均值。利用SEM对其磨损形貌进行分析。

　　2 结果与讨论

　　2.1 不同热处理后Cr12MoV钢的组织分析

　　Cr12MoV钢经淬火+低温回火后的组织应得到回火马氏体+未溶碳化物的整合组织，并且存在少量残余奥氏体。

　　Cr12MoV钢具有较强的回火抗性，低温回火时碳化物析出极少。图1为不同热处理后Cr12MoV钢的组织形貌图。可以看出，Cr12MoV钢经淬火+三次高温回火后的组织主要是回火马氏体，还有大量的碳化物。这是由于经三次回火后，会有大量残余奥氏体转变为马氏体，同时析出细小的碳化物所致。

　　2.2 耐磨性能分析

　　如表2所示，在不同磨损条件下，Cr12MoV钢经淬火+一次高温回火后磨损性最差，三次回火后最好。这是由于Cr12MoV钢具有二次硬化效应，淬火后在高温回火过程中，残余奥氏体会向马氏体转变，而且随着回火次数的增多，马氏体的转变量也越多，从而使其耐磨性提高。 经淬火+低温回火后的Cr12MoV钢中马氏体的含碳量较高，使马氏体的硬度较高，从而使其耐磨性高于一次高温回火的，但由于其马氏体含量较少，残余奥氏体的量较多，所以其磨损性比经三次高温回火后的Cr12MoV钢的低。

　　2.3 磨损形貌及机制分析

　　从图2a可以看出，经1050℃+180℃一次回火处理的Cr12MoV钢的磨损表面中有犁沟和剥落，且数量较多，分析其磨损机理主要为磨粒磨损，同时还伴随一定程度的黏着磨损。从图2b可以看出，经1050℃+510℃一次回火处理的Cr12MoV钢的磨损表面中存在大量很深的犁沟和剥落，其磨损机理也主要是磨粒磨损和一定程度的黏着磨损，但磨损程度严重。从图2c可以看出 ，经1050℃+510℃三次回火处理的Cr12MoV钢的磨损表面中存在少量较浅的犁沟，其磨损机理也是磨粒磨损和较轻的黏着磨损。从图3可以看出，随着转速的降低，磨损程度均有所降低。这是由于转速的降低，黏着减弱，磨粒的磨削作用减轻的缘故。而随着转速增加，钢的表面与对磨环表面摩擦产生的热量增大，而使摩擦表面硬度可能降低，从而增加磨损。