Cu–(Fe–C)合金中Fe–C相的固态转变对其摩擦磨损行为及机理的影响

任浩岩^1,2，解国良³，刘新华^1,2

1. 北京科技大学新材料技术研究院2. 北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室3. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室

摘 要：采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米力学探针、力学性能测试以及室温摩擦磨损实验研究了Cu–(Fe–C)合金的铸态组织、形变态组织、Fe–C相形貌、力学性能和摩擦磨损行为.结果表明,Cu–(Fe–C)合金中弥散分布着微米级和纳米级的Fe–C相,其中微米级的Fe–C相在淬火和回火过程中发生了固态转变,这种固态转变与钢中的马氏体转变和回火转变类似.合金先在850℃淬火,然后在200、400和650℃回火,Fe–C相由针状马氏体逐渐向颗粒状回火索氏体转变,Fe–C相纳米硬度分别为9.4、8、4.2和3.8 GPa,实现了对强化相硬度的控制.室温摩擦磨损实验结果表明,随着回火温度升高,合金的磨损机制逐渐由犁削向黏着磨损和大塑性变形转变,导致合金的耐磨损性能降低.这一结论可以为通过Fe–C相的固态转变的方法调控Cu–(Fe–C)合金的摩擦磨损性能提供参考作用.

关键词：Cu–(Fe–C)合金;马氏体相变;回火转变;犁削;黏着磨损;大塑性变形;