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制的研究成為眾多學(xué)者關(guān)注的熱點。雖然不銹鋼的磨損行為與機制已有許多學(xué)者研究，但有關(guān)這兩種不銹鋼的磨損行為與機制卻鮮有報道。故本文主要研究了在室溫、不同載荷和不同的轉(zhuǎn)動摩擦速度下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機研究了17-4PH和P550不銹鋼的摩擦學(xué)性能。研究了實驗載荷、轉(zhuǎn)動速度對17-4PH和P550不銹鋼摩擦行為的影響，并通過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制。結(jié)論如下：

 1. 載荷為4N時，17-4PH不銹鋼在不同轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)變化趨勢一致，不同轉(zhuǎn)速條件下的摩擦系數(shù)在波動中緩慢上升；隨著轉(zhuǎn)速的增加，17-4PH不銹鋼由粘著磨損逐漸過渡到氧化磨損。載荷為10N時，300r/min時的摩擦系數(shù)最小且最穩(wěn)定，250r/min時的摩擦系數(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，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線先大幅波動后急劇下降并趨于平穩(wěn)，磨損率隨轉(zhuǎn)動速度的增加而減小，表現(xiàn)為氧化磨損；載荷為10N時，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線隨轉(zhuǎn)動速度的增加而增大，磨損率隨轉(zhuǎn)動速度的增加而增大，轉(zhuǎn)速為200r/min時主要為氧化磨損，轉(zhuǎn)速為100r/min和300r/min時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。