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不同表面强化工艺后9310钢的耐磨损性能对比研究

激光冲击；氮离子注入；复合工艺；耐磨损；残余应力

对比研究氮离子注入、激光冲击及其二者复合的工艺对9310钢耐磨损性能的影响规律和机理。首先，采用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、电子背散射衍射、共聚焦显微镜等方法表征不同工艺后9310钢表层微观组织特征；其次，采用MS-T3001球-盘摩擦磨损试验机进行表面强化后的试件进行摩擦磨损试验，对比研究不同强化工艺对摩擦磨损性能的影响规律，并讨论其机理。结果表明：氮离子注入在试件表面形成氮化物，提升9310钢的硬度；激光冲击由于高压冲击波的作用，在材料表层产生深度约1mm的塑性变形层，并残留较大残余压应力；激光冲击后渗氮复合处理后，温度的作用将松弛部分残余压应力，但塑性变形有利于氮原子扩散，从而有利于提升试件的耐磨性能。进一步，实验研究了三种不同工艺试件的摩擦磨损性能，复合强化后摩擦系数降低30%，磨损机制从氧化磨损和剧烈的粘着磨损转化为粘着磨损和磨粒磨损。