the temperature of the test was increased, the presence of more
grooves caused by microploughing was observed.
In tests subjected to three body abrasive wear, the dominance
of a certain wear mechanism over others (and thus a potential
change in wear rate) depends on the way in which the abrading
particles move through the contact zone. This motion can in turn
be influenced by the hardness of the sample being tested. As
pointed out by Fischer [3], a decrease in hardness of the tested
material generally entails a shift on the behaviour of the abrasive
particles from rolling (relative movement normal to the surface) to
scratching (relative movement tangential to the surface).
At 500 and 600 °C, microploughing/microcutting were the dominating
wear mechanisms. As Toolox44 became softer, the penetration
depth and quantity of embedded silica particles increased
(Fig. 10(a)). Some of these particles were fractured as a result of the
shearing forces at the outermost surface. The fractured particles
were sharp and therefore prone to cause further cutting, thus contributing
to an increase in the wear rate (Fig. 10(b)).
These observations were in agreement with the results obtained
by Hosseini et al. [25] and Shipway et al. [26] where fracture of the
abrasive particles led to an increase in the wear rate.
At temperatures above 600 °C, the oxidation of the samples
became more important. A tribolayer was developed at the surface
of the test specimens (Fig. 11). EDS analysis showed that this layer
consisted of iron oxide and small fractured silica particles. As
mentioned before, many authors [8–12] have found that the presence
of tribolayers improved the wear resistance of the tested
materials. However, in this case no reduction in wear rate was
found at either 700 or 800 °C. This could be attributed to the
negligible thickness of this layer compared to the thickness of the
plastically deformed layer caused by abrasive particles.
3.3.2. Toolox33
The SEM micrograph of the worn surface of Toolox33 tested at
20 °C is shown in Fig. 12(a). At this temperature, the presence of
short and deep longitudinal grooves caused by microploughing
Embedded particle
Groove Indentations
Fig. 9. SEM micrographs of Toolox44 after tested at 20 °C. Highlights show the presence of (a) shallow indentations, (b) a longitudinal groove and (c) an embedded particle in
a cross-sectional view.
Fig. 10. SEM micrographs of Toolox44 tested at 600 °C (a) cross-section and (b) worn surface.
32 S. Hernandez et al. / Wear 338-339 (2015) 27–35
resulted in a relatively higher wear rate compared to that in
Toolox44.
In case of the experiments carried out at 100 to 400 °C, a
decrease in the wear rate was observed. At 400 °C, both tool steels
showed the same wear rate even though Toolox44 was 1.5 times
harder compared to Toolox33 at that temperature. This behaviour
could be attributed to the higher impact toughness of Toolox33
compared to Toolox44 at that temperature (see Table 2).
Toughness is the ability of the material to absorb energy before
fracture. While a high hardness increases the resistance to plastic
deformation, a high fracture toughness value increases the resistance
to fracture. Therefore, higher hardness means less penetration and
potentially less material removal. However, if two materials have the
same hardness, the material with the highest impact toughness
should provide higher resistance to three-body abrasive wear since it
will require more energy to remove material from its surface.
This was further confirmed by the specific wear energy results
(Fig. 8). At those temperatures, the specific wear energy of
Toolox33 was higher compared to that of Toolox44. This means that
in order to remove an equivalent volume of Toolox33, approximately
12% more energy is needed compared to Toolox44 within
that range of temperatures. As in the case of Toolox44, microploughing
and microcutting were the dominant wear mechanisms
observed for Toolox33 at temperatures above 500 °C (Fig. 12(b)).
Similarly to Toolox44, at 700 and 800 °C, a tribolayer was formed
by a mixture of fractured silica particles and oxidized material was
observed at the outermost surface of the Toolox33 samples. At these
temperatures, the martensitic microstructure of Toolox33 was
recrystallized which reduced its strength. Fig. 12(c) shows the presence
of more equiaxed grains with spheroidal carbides in the
boundaries and within the grains near the surface of the sample.
3.3.3. Boron steel
The boron steel, being the softest of the materials tested in this
study, showed the highest wear rates at all temperatures. Fig. 13
(a) shows a heavily deformed surface with the presence of
microploughing and microcutting as the main wear mechanisms
after being tested at 20 °C. Similarly to Toolox33, a reduction in the
wear rate as well as an increase in wear energy was observed as
the temperature was increased from 20 to 100 °C. A possible
explanation for this behaviour is the development of a tribolayer
consisting of silica particles embedded in the plastically deformed
surface (Fig. 13(b)). This behaviour has also been reported by
Petrica et al. [27] where an increase in wear energy was obtained
in the case of hardfaced coated materials.
Even though the hardness of the boron steel is around 1.7 times
lower than that of Toolox33 within the temperature range from
100 to 300 °C, the wear rates of both materials are quite similar at
these temperatures.
A possible explanation for this behaviour is the work hardenability
of the boron steel. It is shown in Fig. 13(b) that the worn
surface of the boron steel was plastically deformed during the
wear process, resulting in a strain hardened layer. The presence of
a layer with silica particles and oxidised wear debris on top of the
อุณหภูมิของการทดสอบที่เพิ่มขึ้น,
การปรากฏตัวของมากขึ้นร่องที่เกิดจากการmicroploughing พบว่า.
ในการทดสอบภายใต้สามร่างกายสึกหรอขัดปกครองของกลไกการสวมใส่บางอย่างมากกว่าคนอื่น ๆ (และมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงในอัตราการสึกหรอ) ขึ้นอยู่กับ วิธีการที่ abrading อนุภาคย้ายผ่านโซนการติดต่อ การเคลื่อนไหวนี้สามารถเปิดได้รับอิทธิพลจากความแข็งของกลุ่มตัวอย่างที่ถูกทดสอบ ในฐานะที่เป็นแหลมออกโดยฟิสเชอร์ [3], การลดลงของความแข็งของการทดสอบที่วัสดุทั่วไปส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมของขัดที่อนุภาคจากกลิ้ง(การเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์ปกติกับพื้นผิว) เพื่อเกา (เคลื่อนไหวญาติสัมผัสกับพื้นผิว). ที่ 500 และ 600 องศาเซลเซียส microploughing / ไมโครมีอำนาจเหนือกลไกการสึกหรอ ในฐานะที่เป็น Toolox44 กลายเป็นนุ่มเจาะลึกและปริมาณของอนุภาคซิลิกาฝังตัวเพิ่มขึ้น(รูปที่. 10 (ก)) บางส่วนของอนุภาคเหล่านี้ถูกหักเป็นผลมาจากกองกำลังตัดที่ผิวนอกสุด อนุภาคร้าวมีความคมชัดและดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการตัดต่อจึงเอื้อต่อการเพิ่มขึ้นของอัตราการสึกหรอที่(รูปที่. 10 (ข)). ข้อสังเกตเหล่านี้อยู่ในข้อตกลงกับผลที่ได้รับจาก Hosseini et al, [25] และ Shipway et al, [26] ที่แตกหักของอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตราการสึกหรอที่. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 องศาเซลเซียสการเกิดออกซิเดชันของตัวอย่างที่กลายเป็นความสำคัญมากขึ้น tribolayer ได้รับการพัฒนาที่พื้นผิวของชิ้นทดสอบ(รูปที่. 11) EDS วิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าชั้นนี้ประกอบด้วยเหล็กออกไซด์และอนุภาคซิลิการ้าวเล็กๆ ในฐานะที่เป็นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ผู้เขียนหลาย [8-12] ได้พบว่าการปรากฏตัวของtribolayers การปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของการทดสอบวัสดุ อย่างไรก็ตามในกรณีนี้การลดลงของอัตราการสึกหรอไม่ได้พบได้ทั้ง 700 หรือ 800 ° C ซึ่งอาจนำมาประกอบกับความหนาเล็กน้อยของชั้นนี้เมื่อเทียบกับความหนาของชั้นพิการแบบพลาสติกที่เกิดจากอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน. 3.3.2 Toolox33 SEM micrograph ของพื้นผิวที่สึกหรอของ Toolox33 ทดสอบที่อุณหภูมิ20 องศาเซลเซียสแสดงในรูป 12 (ก) ที่อุณหภูมินี้การปรากฏตัวของร่องตามยาวสั้นและลึกที่เกิดจากการ microploughing ฝังอนุภาคร่องรอยบุ๋มรูป 9. SEM ของไมโคร Toolox44 หลังจากการทดสอบที่ 20 ° C ไฮไลท์การแสดงการปรากฏตัวของ (ก) รอยบุ๋มตื้น (ข) ร่องตามยาวและ (ค) อนุภาคที่ฝังอยู่ในมุมมองที่ตัดขวาง. รูป 10. SEM ไมโคร Toolox44 ของการทดสอบที่ 600 ° C (ก) cross-section และ (ข) พื้นผิวที่สวมใส่. 32 เอสเฮอ et al, / สวม 338-339 (2015) 27-35 ส่งผลให้อัตราการสึกหรอที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับในToolox44. ในกรณีของการทดลองดำเนินการที่ 100-400 องศาเซลเซียสซึ่งเป็นการลดลงของอัตราการสึกหรอได้สังเกต ที่ 400 องศาเซลเซียสโดยทั้งเหล็กเครื่องมือที่แสดงให้เห็นว่าอัตราการสึกหรอเดียวกันแม้ว่าToolox44 เป็น 1.5 เท่ายากเมื่อเทียบกับToolox33 ที่อุณหภูมิที่ ลักษณะการทำงานนี้สามารถนำมาประกอบกับความเหนียวผลกระทบที่สูงขึ้นของ Toolox33 เมื่อเทียบกับ Toolox44 ที่อุณหภูมิที่ (ดูตารางที่ 2). ความเหนียวเป็นความสามารถของวัสดุที่จะดูดซับพลังงานก่อนที่จะแตกหัก ในขณะที่มีความแข็งสูงเพิ่มความต้านทานต่อพลาสติกเสียรูป, ค่าความต้านทานการแตกหักสูงเพิ่มความต้านทานการแตกหัก ดังนั้นความแข็งสูงกว่าหมายถึงการรุกน้อยลงและการกำจัดวัสดุที่อาจเกิดขึ้นน้อย แต่ถ้าสองวัสดุที่มีความแข็งเดียวกันวัสดุที่มีความเหนียวผลกระทบสูงสุดควรให้ความต้านทานที่สูงขึ้นเพื่อสามตัวสึกเพราะมันจะต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการลบเนื้อหาจากพื้นผิวของมัน. นี้ได้รับการยืนยันต่อไปโดยผลการพลังงานการสึกหรอที่เฉพาะเจาะจง(รูปที่. 8) ที่อุณหภูมิเหล่านั้นสวมใส่พลังงานที่เฉพาะเจาะจงของToolox33 สูงเมื่อเทียบกับ Toolox44 ซึ่งหมายความว่าเพื่อที่จะเอาปริมาณเทียบเท่า Toolox33 ประมาณ 12% พลังงานมากขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อเทียบกับ Toolox44 ภายในช่วงของอุณหภูมิ เช่นในกรณีของ Toolox44 ที่ microploughing และไมโครเป็นกลไกการสึกหรอที่โดดเด่นสังเกต Toolox33 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส (รูปที่. 12 (ข)). เช่นเดียวกันกับ Toolox44 ที่ 700 และ 800 องศาเซลเซียสเป็น tribolayer ที่ถูกสร้างขึ้นโดยส่วนผสมของอนุภาคซิลิการ้าวและวัสดุการออกซิไดซ์ได้รับการตั้งข้อสังเกตที่ผิวนอกสุดของตัวอย่าง Toolox33 เหล่านี้ที่อุณหภูมิจุลภาค martensitic ของ Toolox33 ถูก recrystallized ซึ่งช่วยลดความแข็งแรง มะเดื่อ. 12 (ค) แสดงให้เห็นถึงการปรากฏตัวของเมล็ดequiaxed มากขึ้นด้วยคาร์ไบด์ spheroidal ในขอบเขตและภายในเมล็ดที่อยู่ใกล้พื้นผิวของตัวอย่าง. 3.3.3 เหล็กโบรอนเหล็กโบรอนที่เป็นเบาจากวัสดุที่ผ่านการทดสอบในครั้งนี้การศึกษาแสดงให้เห็นว่าอัตราการสึกหรอที่สูงที่สุดที่อุณหภูมิทั้งหมด มะเดื่อ. 13 (ก) แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวที่ผิดปกติอย่างมากที่มีการปรากฏตัวของmicroploughing และไมโครเป็นกลไกหลักในการสวมใส่หลังจากที่ถูกทดสอบที่20 ° C เช่นเดียวกันกับ Toolox33 ลดเป็นอัตราการสึกหรอเช่นเดียวกับการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานในการสวมใส่พบว่าเป็นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น20-100 องศาเซลเซียส ไปได้ที่คำอธิบายสำหรับพฤติกรรมนี้คือการพัฒนาของ tribolayer ประกอบด้วยอนุภาคซิลิกาที่ฝังอยู่ในรูปร่างผิดปกติแบบพลาสติกพื้นผิว (รูปที่. 13 (ข)) ลักษณะการทำงานนี้ยังได้รับรายงานจากPetrica et al, [27] ที่เพิ่มขึ้นในการใช้พลังงานในการสวมใส่ได้ในกรณีของวัสดุเคลือบhardfaced ได้. แม้ว่าความแข็งของเหล็กโบรอนอยู่ที่ประมาณ 1.7 เท่าต่ำกว่าที่ของToolox33 อยู่ในช่วงอุณหภูมิจาก100 ที่จะ 300 ° C อัตราการสึกหรอ ของวัสดุทั้งสองจะค่อนข้างคล้ายที่อุณหภูมิเหล่านี้. คำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับการทำงานนี้คือการชุบแข็งการทำงานของเหล็กโบรอน มันแสดงให้เห็นในรูป 13 (ข) ที่สวมใส่พื้นผิวของเหล็กโบรอนที่ถูกเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกในช่วงขั้นตอนการสึกหรอที่เกิดในชั้นแข็งความเครียด การปรากฏตัวของชั้นที่มีอนุภาคซิลิกาและเศษสวมใส่เหลี่ยมด้านบนของ
การแปล กรุณารอสักครู่..

อุณหภูมิทดสอบเพิ่มขึ้น มีมากขึ้น
ร่องที่เกิดจาก microploughing พบ .
ในการทดสอบภายใต้สามตัวขัดสวม การปกครอง
ของกลไกใส่บางอย่างมากกว่าคนอื่น ๆ ( และดังนั้นการเปลี่ยนแปลงศักยภาพ
ในอัตราการสึกหรอ ) ขึ้นอยู่กับวิธีการที่อนุภาคเคลื่อนที่ผ่าน abrading
ติดต่อโซน การเคลื่อนไหวนี้จะ
ได้รับอิทธิพลจากความแข็งของตัวอย่างที่ถูกทดสอบ เป็นแหลมออกโดยฟิชเชอร์
[ 3 ] ลดความแข็งของวัสดุโดยทั่วไปจะใช้การทดสอบ
กะในพฤติกรรมของอนุภาคเล็ก
กลิ้ง ( การเคลื่อนไหวปกติผิวสัมพัทธ์ )
เกา ( เคลื่อนไหวสัมผัสกับพื้นผิวญาติ ) .
ที่ 500 และ 600 องศา C microploughing / microcutting เป็น dominating
กลไกการสึกหรอ . เป็น toolox44 กลายเป็นเบา เจาะ
ความลึกและปริมาณของอนุภาคซิลิกาฝังตัวเพิ่มขึ้น
( รูปที่ 10 ( ) ) บางส่วนของอนุภาคเหล่านี้ถูกหักผลของแรงเฉือนที่ผิวด้านนอกสุด
. อนุภาคที่แตกเป็นคมและดังนั้นจึงมักจะ
เพราะตัดเพิ่มเติม จึงสนับสนุนเพิ่มขึ้นในอัตราการสึกหรอ ( รูปที่ 10 ( b )
)ข้อสังเกตเหล่านี้สอดคล้องกับผล
โดยจะบัน et al . [ 25 ] และชิปเวย์ et al . [ 26 ] ที่แตกหักของ
อนุภาคเล็กนำไปสู่การเพิ่มขึ้นในอัตราการสึกหรอ .
ที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 ° C , ปฏิกิริยาออกซิเดชันของตัวอย่าง
เป็นสำคัญมากกว่า เป็น tribolayer ถูกพัฒนาขึ้นที่ผิวของชิ้นทดสอบ
( รูปที่ 11 ) การวิเคราะห์การศึกษาพบว่าชั้นนี้
มีเหล็กออกไซด์และขนาดเล็กแตกอนุภาคซิลิกา . โดย
กล่าวมาก่อน ผู้เขียนหลายคน [ 8 – 12 ] พบว่าตน
ของ tribolayers เพิ่มความต้านทานการสึกหรอของวัสดุทดสอบ
. อย่างไรก็ตาม ในคดีนี้ไม่ลดอัตราการสึกหรอก็
เจอที่ 700 หรือ 800 องศา นี้อาจจะเกิดจาก
กระจอกหนาของชั้นนี้ เมื่อเทียบกับความหนาของ
plastically พิการชั้นเกิดจากอนุภาคเล็ก .
3.3.2 . toolox33
SEM สามารถของสวมใส่พื้นผิวของ toolox33
20 ° C คือการทดสอบที่แสดงในรูปที่ 12 ( A ) ที่อุณหภูมินี้ การแสดงตนของ
สั้นและลึกร่องตามยาวที่เกิดจากอนุภาค microploughing
รูปที่ 9 เยื้องร่องสมองกลฝังตัว SEM micrographs ของ toolox44 หลังจากทดสอบที่อุณหภูมิ 20 ° Cไฮไลท์การแสดงตนของ ( ) เยื้องตื้น , ( b ) และ ( c ) เป็นร่องตามยาวฝังตัวของอนุภาคในมุมมองแบบ
.
รูปที่ 10 แบบทดสอบที่ micrographs ของ toolox44 600 ° C ( A ) และ ( B ) สวมใส่ลักษณะพื้นผิว .
32 . Hernandez et al . / ใส่ 338-339 ( 2015 ) 27 - 35
ผลในอัตราค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับที่ใส่ใน toolox44
.ในกรณีของการทดลองที่ 100 ถึง 400 องศา C ,
ลดลงในอัตราการสึกหรอก็สังเกตได้ ที่ 400 องศา C ทั้งเหล็กกล้าเครื่องมือ
มีอัตราการสึกหรอเดียวกันแม้ว่า toolox44 1.5 เท่า
หนักกว่า toolox33 ที่อุณหภูมิ พฤติกรรม
อาจจะเกิดจากผลกระทบสูง ความเหนียวของ toolox33
เมื่อเทียบกับ toolox44 ที่อุณหภูมิ ( ดู ตาราง 2 ) .
ความอดทนคือความสามารถของวัสดุดูดซับพลังงานก่อน
ร้าว ในขณะที่ความแข็งสูงเพิ่มความต้านทานการเสียรูปพลาสติกหักค่าความเหนียวสูง
เพื่อเพิ่มความต้านทานการแตกหัก จึงหมายถึง การเจาะสูงความแข็งน้อย
อาจน้อยกว่าวัสดุกำจัด อย่างไรก็ตาม ถ้าวัสดุทั้งสองชนิดมี
ความแข็งเท่ากันวัสดุที่มีความเหนียวสูงผลกระทบ
ควรให้ต้านทานสูงกว่าการสึกหรอ 3 ตัว เนื่องจากจะต้องใช้พลังงานมากขึ้น
เอาวัสดุจากพื้นผิว นี้ยังได้รับการยืนยันโดย
ผลพลังงานใส่เฉพาะ ( ภาพที่ 8 ) ที่อุณหภูมินั้น เฉพาะใส่พลังงาน
toolox33 สูงกว่าเมื่อเทียบกับที่ของ toolox44 . ซึ่งหมายความว่า
เพื่อลบเท่ากับปริมาตรของ toolox33 พลังงานประมาณ
12 % มากขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อเทียบกับ toolox44 ภายใน
ช่วงของอุณหภูมิ เช่นในกรณีของ toolox44 microploughing
microcutting , และมีกลไกใส่เด่น
) toolox33 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 ° C ( รูปที่ 12 ( b ) ) .
3 toolox44 ที่ 700 และ 800 ° C ,
tribolayer ก่อตั้งขึ้นด้วยส่วนผสมของอนุภาคซิลิกาหักและออกซิไดซ์วัสดุ
สังเกตที่ผิวด้านนอกของ toolox33 ตัวอย่าง ที่อุณหภูมินี้
, โครงสร้างมาร์เทนซิติกของ toolox33 ถูก
recrystallized ซึ่งลดความแรงของมัน รูปที่ 12 ( C ) จะแสดงสถานะของธัญพืช equiaxed มากขึ้นด้วย
spheroidal คาร์ไบด์ในขอบเขตและในธัญพืชที่อยู่ใกล้พื้นผิวของตัวอย่าง
3.3.3 .โบรอนเหล็ก
โบรอนเหล็กเป็น softest ของวัสดุที่ทดสอบในการศึกษา
มีอัตราสูงสุดไว้ที่อุณหภูมิ รูปที่ 13
( ) แสดงให้เห็นรูปร่างพื้นผิวอย่างมากกับการปรากฏตัวของ microploughing microcutting เป็น
และกลไกใส่หลักหลังจากถูกทดสอบที่อุณหภูมิ 20 ° C ก็ toolox33 ลดอัตราการสึกหรอใน
เช่นเดียวกับการเพิ่มพลังงานที่พบ
สวมอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 20 ถึง 100 ° C เป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้
สำหรับพฤติกรรมนี้จะพัฒนาเป็น tribolayer
ประกอบด้วยซิลิกาที่ฝังตัวอยู่ใน plastically พิการ
ผิว ( ภาพที่ 13 ( B ) พฤติกรรมนี้ยังถูกรายงานโดย
petrica et al . [ 27 ] ที่เพิ่มขึ้นในการใส่พลังงานได้
ในกรณีของ hardfaced
วัสดุเคลือบถึงแม้ว่าความกระด้างของโบรอนเหล็กประมาณ 1.7 เท่า
ที่น้อยกว่า toolox33 ภายในช่วงอุณหภูมิจาก 100 ถึง 300 /
c อัตราการสึกหรอของวัสดุทั้งสองจะค่อนข้างคล้ายกันใน
อุณหภูมิเหล่านี้ คำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับพฤติกรรมนี้คือผลงานการชุบแข็ง
ของโบรอน เหล็ก ก็จะแสดงในรูปที่ 13 ( B ) ที่สวมใส่
พื้นผิวของโบรอนเหล็ก plastically พิการในระหว่าง
กระบวนการใส่ส่งผลให้ความเครียดแข็งชั้น การปรากฏตัวของ
ชั้นด้วยอนุภาคซิลิกาและใส่เศษหมด ด้าน บน ของ
การแปล กรุณารอสักครู่..
