不銹鋼的摩擦磨損性能分析

作為石油鉆鋌外殼材料的P550奧氏體不銹鋼和17-4PH馬氏體沉積硬化不銹鋼在服役過(guò)程中，除了承受旋轉(zhuǎn)扭應(yīng)力，還要受到地層環(huán)境的腐蝕和泥漿介質(zhì)的摩擦作用。奧氏體不銹鋼耐磨性差的缺點(diǎn)限制了其在工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，因此不同類型的奧氏體不銹鋼的摩擦磨損行為與機(jī)制的研究成為眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。雖然不銹鋼的磨損行為與機(jī)制已有許多學(xué)者研究，但有關(guān)這兩種不銹鋼的磨損行為與機(jī)制卻鮮有報(bào)道。故本文主要研究了在室溫、不同載荷和不同的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦速度下P550奧氏體不銹鋼以及17-4PH不銹鋼的主要磨損行為與機(jī)制。

 浙江至德鋼業(yè)有限公司采用MR-060型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了17-4PH和P550不銹鋼的摩擦學(xué)性能。研究了實(shí)驗(yàn)載荷、轉(zhuǎn)動(dòng)速度對(duì)17-4PH和P550不銹鋼摩擦行為的影響，并通過(guò)金相顯微鏡觀察了摩擦后的磨痕形貌，分析了可能的磨損機(jī)制。結(jié)論如下：

 1. 載荷為4N時(shí)，17-4PH不銹鋼在不同轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)變化趨勢(shì)一致，不同轉(zhuǎn)速條件下的摩擦系數(shù)在波動(dòng)中緩慢上升；隨著轉(zhuǎn)速的增加，17-4PH不銹鋼由粘著磨損逐漸過(guò)渡到氧化磨損。載荷為10N時(shí)，300r/min時(shí)的摩擦系數(shù)最小且最穩(wěn)定，250r/min時(shí)的摩擦系數(shù)最大且最不穩(wěn)定；不同轉(zhuǎn)速下的磨損主要為粘著磨損。在這兩種載荷下，17-4PH不銹鋼的磨損率均隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大。

 2. 載荷為4N時(shí)，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線先大幅波動(dòng)后急劇下降并趨于平穩(wěn)，磨損率隨轉(zhuǎn)動(dòng)速度的增加而減小，表現(xiàn)為氧化磨損；載荷為10N時(shí)，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線隨轉(zhuǎn)動(dòng)速度的增加而增大，磨損率隨轉(zhuǎn)動(dòng)速度的增加而增大，轉(zhuǎn)速為200r/min時(shí)主要為氧化磨損，轉(zhuǎn)速為100r/min和300r/min時(shí)主要為粘著磨損和磨粒磨損；

 3. 相比轉(zhuǎn)速，載荷為影響17-4PH不銹鋼和P550不銹鋼摩擦行為的主要因素。