1 前言
金属材料发生摩擦磨损时，在摩擦表面形成与母材组织不同的纳米结构层。有研究报告显示，珠光体钢因滚动接触磨损，接触面下面的组织发生微细化和硬质化。碳含量越多，越可以抑制磨损量的增加。马氏体不锈钢有时用作对耐磨性有较高要求的滑动部件。此前有部分研究报告报道了硬度和析出物对马氏体钢耐磨性的影响。但关于碳含量对滑动面直接接触组织影响的详细研究报告很少。本研究通过摩擦磨损试验对不同碳含量马氏体钢的耐磨性进行了比较，并对滑动面直接接触的组织结构进行了观察。
2 试验方法
本研究使用了表1所示的高C、低C系马氏体不锈钢热轧退火钢板。A钢试样是1130℃×10min处理后空冷淬火试样和淬火后进行600℃×1h回火试样。B钢试样是1050℃×5s处理后空冷淬火试样和淬火后进行600℃×1h回火试样。对各试验钢试料表面进行研磨（Ra:0.2μm）后，制作成转动摩擦磨损试验用的圆盘状试样。试验条件包括：摩擦材料是树脂、滑动速度3m/ s、施加压力0.4MPa、滑动距离64.8km。用触针式粗度计测量摩擦试验后试样的滑动痕，进行磨损深度测定。比磨损量=磨损体积/（滑动距离×负荷）。此外，对试验后试样的滑动面直接接触组织进行EBSD解析（倍率：30000倍；步长：0.02μm）。
3 试验结果及分析
图1是各试验钢的比磨损量。各试验钢的比磨损量都在×10-6mm3/N·m级以下。由此推定，产生无润滑条件下的平稳粘附磨损。两试验钢淬火材料的比磨损量没有显著差别，但B钢回火材料的比磨损量约为A钢比磨损量的5.1倍。
图2是回火材料试样磨损试验后的滑动面直接接触部位的IPF图像。图中的黑色线是晶粒取向差为15-65°的晶界，灰色线为晶粒取向差小于15°的晶界。A钢滑动面直接接触的组织与钢板内部组织相比基本上没有变化。而B钢滑动面直接接触的组织，因滑动方向的摩擦力作用发生了很大的变形，滑动面近旁形成了粒径1μm以下的超微细组织。这种组织产生的原因是摩擦磨损中产生的巨大切应变。此外，各试验钢淬火材料摩擦试验后的滑动面直接接触的组织基本上没有发生变形。
