中山华氏模具钢分析H13钢在不同介质环境中的磨损行为
H13压铸模具钢作为常见的热作模具钢,具有较高的强度、硬度和延展性,同时具有优良的热稳定性、抗腐蚀和磨损性能,应用广泛。
目前,对于H13钢的磨损研究主要集中在对H13钢表面性能改进和环境温度等因素对其磨损的影响等方面,对其在不同环境介质下的腐蚀磨损研究较少。今天就由中山华氏模具钢来分析H13钢在不同介质环境中的磨损行为,探讨其磨损特性。
磨销材料为H13钢,尺寸为Φ25mm×22mm;
其化学成分(质量分数%)
C:0.40
Mn:0.41
Cr:5.20
Mo:1.34
V:0.95
加热至1040℃保温20min,油淬,200℃回火2h,获得回火马氏体,硬度为51~54HRC。
磨盘材料为GCr15,尺寸为Φ34mm×10mm,加热至840℃保温20min,150℃回火1.5h,硬度为60~62HRC。
采用销盘式磨损试验机,对H13钢在空气、蒸馏水、3.5%NaCl溶液、5.0%NaOH溶液中及不同载荷下(50~250N、行程1800m,转速0.75m/s)分别进行了磨损试验、电化学测量,采用JSM-7001F型扫描电镜观察了磨损表面的形貌。
试验结果表明:
(1)4种环境介质对H13钢的磨损有显著的影响。在同一载荷下,H13钢在空气中的磨损率最大,在3.5%NaCl溶液中的磨损率最小。
(2)H13钢在空气中磨损表面氧化物较少,由于存在较大的剪切力作用,氧化物的保护作用极其微弱,呈现典型的黏着磨损;在蒸馏水中,由于介质的润滑和冷却作用,加上溶液中含有少量的氧使部分表面产生氧化物,呈现典型的轻微磨损。
(3)在3.5%NaCl溶液中,H13钢表层会形成以铬和铁氧化物组成的钝化膜,在剪切力的作用下产生微电池,材料表层出现大量网络状微裂纹;在5.0%NaOH溶液中,材料的腐蚀速率明显要大于在NaCl溶液中,腐蚀产物并不致密,在剪切力的作用下较易被去除。