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15-5PH (0Cr15Ni5Cu3Nb)钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢,它在固溶处理后,形成低碳马氏体,在时效过程中析出碳化物及富铜相ε-Cu而产生共格型沉淀硬化,使基体得到强化。由于具有优良的综合机械性能,15-5PH钢特别适合于制造高强度、耐腐蚀的精密零件,也是理想的模具材料。但不足的是15-5PH钢时效后硬度偏低,耐磨性显得不足,这直接制约了它的使用性能和寿命。本文采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段观察不同固溶、时效温度处理后15-5PH钢的显微组织形貌,研究了不同热处理工艺对15-5PH钢硬度的影响；用能谱仪(EDS)对磨面及磨屑成分进行分析,研究了不同固溶、时效温度对15-5PH钢组织和耐磨性能的影响,在实验范围内找出了使其达到最佳耐磨性能的热处理工艺；同时研究了不同实验条件(载荷、滑动速度、环境温度)对15-5PH钢摩擦磨损性能的影响,并在此基础上探讨了15-5PH钢的磨损机理。研究结果表明：15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢在时效后基体组织硬度较固溶状态明显提高,在100℃～600℃时效范围内,钢的硬度随着时效温度的升高先增后减,在450℃时效时出现峰值。不同固溶温度和时效温度对15-5PH钢的摩擦磨损性能有着显著的影响。固溶温度过高或过低都会使15-5PH钢内部组织不均匀,导致耐磨性能较差。1040℃固溶条件下,在450～600℃时效范围内,随着时效温度的升高,材料的硬度逐渐下降,但是耐磨性却呈现先升高再降低的变化趋势,证明15-5PH钢耐磨性并不和硬度成绝对的正比关系。而当材料具有良好强韧性配合的时候,其耐磨性能达到最佳状态。实验验证,在1040℃固溶+480℃时效的热处工艺下,15-5PH钢具有最佳的耐磨性。室温磨损条件下,在其他实验条件相同时,随着载荷的增加,磨损量增加而摩擦系数减小；随着滑动速度的增加,磨损量增加而摩擦系数减小。室温时15-5PH钢磨损机理主要以粘着磨损和磨粒磨损为主。与室温相比,高温磨损条件下,试样磨损表面有更为严重的粘着和塑性流动痕迹,由能谱图可以发现磨损表面和磨屑含有大量的氧。高温加速了15-5PH钢摩擦面的氧化,从而促进了磨屑的氧化和粘附性,磨面上形成了更严重的氧化物膜和氧化物颗粒。随着温度的升高,摩擦系数逐渐增大,磨损量亦逐渐增大。15-5PH钢高温磨损机理以粘着磨损和氧化磨损为主。