硅含量对两相区调质处理的新型船用低温钢摩擦磨损性能的影响

孙士斌¹，杨剔¹，王东胜²，常雪婷²，高珊³，张才毅³，芦晓辉³

1. 上海海事大学物流工程学院2. 上海海事大学海洋科学与工程学院3. 宝武集团宝山钢铁股份有限公司研究院

摘 要：为了提高低温船舶用钢的低温磨擦磨损性能,设计并制备了4种新型不同Si含量（0.3%、0.6%、0.9%和1.2%）并采用两相区调质处理的船用低温高强钢试样。通过在不同温度下的干滑动摩擦磨损试验,配合力学性能测试以及白光干涉仪、扫描电子显微镜、金相显微镜等微观分析技术,研究并分析了新型船用低温钢的摩擦磨损性能。结果显示:在恒定低载荷（20 N）和恒定低滑动速率（10 mm/s）条件下,该新型船用钢板的磨痕表面硬度明显高于磨损前,摩擦机理以黏着磨损、疲劳磨损为主,部分区域发生氧化磨损,磨屑被挤压产生加工硬化层。其中,Si含量为1.2%的船用低温钢在20℃和-10℃下均表现出优异的摩擦磨损性能,平均摩擦系数分别为0.41（20℃）、0.38（-10℃）;磨损量分别为1.695×10^-5m³（20℃）、2.097×10^-5m³（-10℃）。随着硅含量的上升,使得经过两相区调质热处理的船用低温钢金相组织不同程度细化,并且使得固溶强化不断加强,磨损量降低,钢材在低温条件下的耐磨性有所提高。

关键词：船用低温钢;摩擦磨损;干摩擦;两相区调质;Si含量;低温摩擦;