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     研究了碳含量分别为0.31%、0.38%和0.50%的低合金耐磨铸钢热处理后的组织、强韧性及不同磨损条件下的磨损性能。结果表明,试验钢经950℃淬火及250℃回火,显微组织均以板条马氏体为主,随含碳量的增加,组织有所粗化,并且有片状马氏体出现。试验钢的硬度随碳含量的增加而增加,但韧性下降。磨损试验结果表明,冲击磨料磨损条件下,主要表现为凿削磨损,碳含量为0.38%的试验钢具有较好的耐磨性;静磨料磨损条件下,主要表现为切削磨损,耐磨性主要受硬度的影响,碳含量为0.50%试验钢具有较好的耐磨性。

      本文对中锰钢、高锰钢(Mn13)以及马氏体耐磨钢(HD400)三种耐磨钢进行了不同载荷下的滑动磨损试验、两体磨料磨损试验、三体磨料磨损试验以及不同冲击功下的冲击磨料磨损试验。对其耐磨性能进行了系统的评价,并对其力学性能、表面磨损形貌进行了实验研究,建立了磨料对试样表面破坏机理影响的模型;最后对中锰钢、高锰钢(Mn13)的加工硬化机理进行了分析。中锰钢在硬质磨料磨损条件下耐磨性较好,而HD400在软质磨料条件下耐磨性较好,而中锰钢和Mn13在干摩擦滑动磨损条件下的耐磨性好于HD400。在冲击磨料磨损试验中,HD400在冲击功较高时耐磨性较好,其与Mn13在低冲击功下耐磨性较差,而中锰钢在所有冲击条件下都具有较好的耐磨性能。三种耐磨钢在不同磨损条件下,其磨损机理不同。而且在添加磨料的滑动磨损与两体磨料磨损试验中,磨料运动方式对试样表面的破坏机制有重要影响。

      在滑动磨损试验中,当磨料在上下试样之间滑动时,磨料对试样表面造成犁沟;而当磨料在上下试样之间滚动时,磨料对试样表面造成凿坑与切削。在两体磨料磨损试验中,当磨料垂直于试样表面运动时,磨料对试样表面造成凿削坑,而当磨料平行于试样表面运动时,对试样表面造成犁沟。中锰钢的加工硬化性能优于Mn13,尤其是在低载荷以及低冲击功条件下。在冲击磨料磨损试验中,中锰钢在1J冲击功下磨损表面加工硬化机理主要为体心立方马氏体相变,并且有高密度位错。当冲击功升高至4J时,中锰钢磨损表面马氏体转变量增加。Mn13在1J冲击功下磨损表面加工硬化机理为高密度位错、孪晶以及密排六方结构的层错,其在4J冲击功下磨损表面加工硬化机理为体心立方马氏体相变,且位错密度增大,位错相互缠结为位错胞与位错岛。