H13模具钢的磨损

　　不同腐蚀介质环境下工作的摩擦副，如泵及阀门的密封圈、管道内壁、某些轴套等，因受到环境介质腐蚀和磨损的共同作用而经常过早失效。

　　金属的腐蚀磨损过程比较复杂，一方面由于腐蚀与磨损的交互作用，使材料的流失量大幅上升，另一方面，介质的润滑和冷却作用又会使磨损率下降。

　　H13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模具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。本工作研究H13模具钢在不同介质环境中的磨损行为，探讨其磨损特性，具有重要的学术意义和工业应用价值。

　　磨销材料为H13钢，尺寸为Φ5mm×22mm;

　　其化学成分(质量分数，%)为C0.38，Cr5.15，Mo1.45，V0.90，余量Fe;

　　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模具钢在空气、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,并绘制了极化曲线，采用JSM-7001F型扫描电镜观察了磨损表面的形貌。

　　H13模具钢试验结果表明：

　　(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。