不銹鋼摩擦磨損研究的國內(nèi)外文獻綜述較為傳統(tǒng)的研究耐磨鋼材料的思路是因為材料本身的耐磨性能與硬度的關(guān)系為線性關(guān)系，當(dāng)基體本身的硬度提高，其耐磨性能也會相應(yīng)的增強，隨著馬氏體的含量的增加，硬度也會增加，其他的常見的力學(xué)性能（譬如韌性、塑性）以及一些加工性能（焊接、冷彎等性能）都會大幅度的下降，導(dǎo)致耐磨鋼的應(yīng)用受到影響。但目前已經(jīng)有的文獻具體地表明材料的耐磨性能并不是完全與硬度之間保持著線性的關(guān)系[22]。如圖1.9所示，更多更加全面的能影響材料的耐磨性能的因素相繼被提出與研究驗證，更加完善的耐磨體系正在被慢慢地建立。圖1.9不同鋼種硬度與耐磨性能關(guān)系鋼鐵材料的磨損體系極為復(fù)雜，其原因是材料本身的摩擦磨損性能受到施加載荷的影響很大。在此同時，越來越多的因素與材料的耐磨性能間的關(guān)系被發(fā)現(xiàn)，例如：晶粒本身尺寸、形變強化機制、磨料顆粒的尺寸、各相所占的體積分?jǐn)?shù)、析出相、顯微組織形貌以及殘余奧氏體的含量等。細化晶?？梢杂行У奶岣卟牧系膹姸龋晌墨I資料可以得知晶粒尺寸的細化以及相形貌的改變都可以提高材料的耐磨性能[23]。雙相不銹鋼因其所具有的良好延展性和高強度的完美適應(yīng)能力以及良好的加工和硬化能力,是一種耐蝕強度高、成形穩(wěn)定性好的新型沖壓使用鋼，被廣泛應(yīng)用與汽車用鋼與其他結(jié)構(gòu)用鋼。目前已有文獻提出具有比單相不銹鋼相對硬度較低的多相不銹鋼可能比單相不銹鋼的耐磨性能更好[24～25]。而奧氏體不銹鋼不僅僅具有較高的耐蝕性，而且由于發(fā)生TRIP或者TWIP效應(yīng)而具有了優(yōu)異的成型性，因此常常被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)和核領(lǐng)域等方面[26]。目前大部分所使用的零件都是在邊界潤滑的條件下通過了拉伸、拉拔或者沖孔工藝所形成的。有研究表明：在不同的載荷條件、滑動速率以及滑動距離進行實驗，每次改變其中的一個影響因素，但是這些影響因素以一定的規(guī)律變化，即便是在一個狹窄的范圍里也同樣可以得到更為完整的奧氏體不銹鋼的磨損行為的圖像[27]。有研究指出磨損過程在初期主要為磨粒磨損，最顯著的特征為出現(xiàn)犁溝，后期則以粘著磨損為主。在對其磨損所需要進行的工序當(dāng)中,普通的18-8型奧氏體不銹鋼(即304奧氏體不銹鋼)在其亞表層中就會發(fā)生馬氏體相變的反應(yīng),也就是TRIP效應(yīng),即原先不銹鋼當(dāng)中穩(wěn)定地存在的殘余奧氏體在被磨損的整個過程當(dāng)中(即馬氏體變形的反應(yīng))向其亞表層中的殘余奧氏體相變形。改造強化和可塑性成長。因此,為了能夠獲得耐磨、性能更好的不銹鋼必須首先要做到保證殘余的奧氏體需要具備足夠的穩(wěn)定性,來才能實現(xiàn)逐步漸進式的伸長率轉(zhuǎn)變,在使用強化奧氏體基體同時也可以均勻地改善其伸長率,從而能夠達到奧氏體的強度與可塑性同時增加的目標(biāo)[28]。也有學(xué)者針對溫度對奧氏體穩(wěn)定性的影響進行了研究，由研究可以發(fā)現(xiàn)隨著溫度的增加，奧氏體的機械穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性都會增加[29～30]。圖1.10溫度對奧氏體機械穩(wěn)定性的影響示意圖圖1.11溫度對奧氏體熱穩(wěn)定性的影響示意圖魏西成等人也通過研究發(fā)現(xiàn)，在亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼的成型工藝過程中，發(fā)現(xiàn)了奧氏體γ向馬氏體α＇的相變。其認為在鋼板成型的過程當(dāng)中除了發(fā)生了塑性變形以外，還同時發(fā)生了刀具與鋼板之間的滑動摩擦，刀具與鋼板之間產(chǎn)生的界面摩擦應(yīng)力可能會導(dǎo)致觸發(fā)像應(yīng)力誘導(dǎo)相變一樣的由奧氏體γ向馬氏體α＇亞穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變。這種摩擦應(yīng)力所誘導(dǎo)的由奧氏體γ向馬氏體α＇亞穩(wěn)態(tài)的相變很有可能會改變奧氏體不銹鋼的摩擦行為。故此他們認為，對鋼鐵在滑動的過程當(dāng)中的表面的現(xiàn)象與內(nèi)部的物理行為之間的關(guān)系進行研究，對摩擦磨損行為的優(yōu)化有幫助[31]。也有文獻表明，在經(jīng)過了對奧氏體不銹鋼的摩擦磨損行為進行了具體的研究之后，他們對摩擦誘導(dǎo)發(fā)生的馬氏體相變與受亞表層的影響下的微觀顯微組織進行了初步的討論。已經(jīng)證實了，滑動摩擦?xí)诒砻娈a(chǎn)生極大的塑性變形，從而會導(dǎo)致亞表層微觀結(jié)構(gòu)的巨大改變。通過對摩擦亞表層的相對物理性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變的研究，有利于對配合材料的摩擦磨損行為進行更好地理解。除此之外，建立起實驗條件與微觀顯微組織特征的關(guān)系，也有利于對該類不銹鋼成形時的許用變形進行優(yōu)化[32]。而李曉春等人通過對304奧氏體新型不銹鋼的相對摩擦與相變形這個層次的問題進行了一個具有分析性的研究,我們由此得到了關(guān)于如下這個結(jié)論：304奧氏體新型不銹鋼在一個物體中經(jīng)過了一定程度的摩擦之后它就可能會被一個物體誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變成一個相對馬氏體組織，在這個組織剛剛開始馬氏體發(fā)生相對摩擦運動階段時候就已經(jīng)開始了，這個運動階段就已經(jīng)開始可以直接在物體上出現(xiàn)一個與馬氏體相對運動的改變，而這個運動階段馬氏體相對運動與相相轉(zhuǎn)變的能量也即我們會直接感受到馬氏體運動時載荷與其他物體在相對運行之間的加速度相互影響，一般是隨著運動時載荷與馬氏體在相對運行之間的速度增加而有所減小。由于摩擦應(yīng)力而產(chǎn)生引起的馬氏體相變、晶粒細化與高密度位錯所引起的綜合反應(yīng)是造成研磨后表層顯微硬度性增加的主要原因。另外，由應(yīng)變誘導(dǎo)的馬氏體相變也是影響到奧氏體不銹鋼摩擦磨損性能的一個因素[33]。而雙相不銹鋼雖然擁有良好的抗腐蝕性能(尤其具有點蝕的抗熱性能)和高溫耐熱性，但其本身的堅韌度還是偏低，導(dǎo)致其本身的抗磨損能力比較弱一些。而往往由于雙相不銹鋼本身的服役工藝環(huán)境較為苛刻，大部分的雙相不銹鋼所需要服役的條件往往都是由于鹽鹵或具有強烈酸性的物質(zhì)制造,同時這些由雙相不銹鋼制成的器件也就避免了與之間的接觸與摩擦，會直接地損害雙相不銹鋼在其外殼上所形成的一層氧化膜，并在其外殼上的內(nèi)部形成微小的抗腐蝕凹陷，成為進一步導(dǎo)致其丟失的基礎(chǔ)，極大地限制了這種雙相不銹鋼材料在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[34]。所以在對雙相不銹鋼進行研究制造生產(chǎn)的過程中，最重要的一點就是需要大幅度地改善雙相不銹鋼材料在腐蝕介質(zhì)中的抗氧化性能。張少宗等人通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)對雙相不銹鋼處理溫度升高時，其耐腐蝕性與耐磨損性能都會被嚴(yán)重破壞。郭緒鎮(zhèn)等人通過研究和分析了對雙相不銹鋼材料的磨損和腐蝕機理進行了研究，發(fā)現(xiàn)雙相不銹鋼之所以能夠保證具有良好的耐磨和腐蝕性能主要是因為它本身所具有更好的動力學(xué)性能，優(yōu)秀的耐腐蝕性尤其重要的特點就是它具有良好的形變性和強化。雙相不銹鋼中一些含有較低的鎳的γ相因為磨損和變形的緣故而直接導(dǎo)致位錯增殖，碳、氮等有機化合物在磨損中發(fā)生了釘扎位錯從而在磨損中逐漸形成了一種比較高密度的位錯網(wǎng)絡(luò)細胞狀結(jié)構(gòu)，使得其在磨損后表面硬度也得到了極大的改善，從而極大地提高了雙相不銹鋼的耐磨損性能[35]。而鐵素體由于其本身基體的硬度較低，少有研究針對其摩擦磨損性能進行探索。參考文獻[1]曹藝.NM400級低合金高強度耐磨鋼的開發(fā)及其組織性能研究[D].沈陽:東北大學(xué),2013.[2]翁宇慶,董瀚,王毛球.新一代鋼鐵材料的基礎(chǔ)研究進展[A].中國金屬學(xué)會.2009年全國高品質(zhì)熱軋板帶材控軋控冷與在線、離線熱處理生產(chǎn)技術(shù)交流研討會文集[C].中國金屬學(xué)會:中國金屬學(xué)會,2009:11.[3]王國棟.新一代TMCP技術(shù)的發(fā)展[J].軋鋼,2012,29(01):1-8.[4]翁宇慶,楊才福,尚成嘉.低合金鋼在中國的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].鋼鐵,2011,46(09):1-10.[5]董瀚,王毛球,翁宇慶.高性能鋼的M~3組織調(diào)控理論與技術(shù)[J].鋼鐵,2010,45(07):1-7.[6]趙偉.一種鈦微合金化耐磨鋼的析出控制及耐磨機理研究[D].沈陽:東北大學(xué),2013.[7]李靜.工程機械用高強度NM450耐磨鋼的研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2012.[8]謝敬佩.耐磨鑄鋼及熔煉[M].機械工業(yè)出版社,2003.[9]楊桂星,楊震華,周勝利,王化春,賀楊.NMG360耐磨鋼板的研制[J].大型鑄鍛件,2008(02):7-8.[10]邵荷生.摩擦與磨損[M].煤炭工業(yè)出版社,1992.[11]N.B.克拉蓋爾斯基,汪一麟.摩擦,磨損與潤滑手冊[M].機械工業(yè)出版社,1985.[12]孫沛沛.馬氏體-奧氏體雙相組織磨損性能與機理研究[D].沈陽:東北大學(xué),2018.[13]溫詩鑄,黃平.摩擦學(xué)原理第4版[M].清華大學(xué)出版社,2012.[14]JRendón,OlssonM.Abrasivewearresistanceofsomecommercialabrasionresistantsteelsevaluatedbylaboratorytestmethods[J].Wear,2009,267(11):2055-2061.[15]張國慶.含Nb低合金高強度耐磨鋼強韌化與沖擊磨損性能研究[D].北京：北京科技大學(xué),2015.[16]張清.金屬磨損和金屬耐磨材料手冊[M].冶金工業(yè)出版社,1991.[17]QuinnT.Theoxidationalwearoflowalloysteels[J].TribologyInternational,2002,35(11):691-715.[18]Quin