dry sliding wear resistance of spheroidal graphite cast iron: the role of matrix microstructure

Ductile cast irons exhibit excellent wear resistance in frictional applications, primarily due to the inherent lubricating effect of their graphite content. in addition to graphite morphology, the matrix microstructure plays a critical role in governing wear behavior. this study evaluates the influence of various matrix structures on the dry sliding wear performance of spheroidal graphite cast iron. the specimens were produced using the in-mold spheroidizing method and cast into sand molds. to obtain different matrix types, the samples underwent a series of heat treatments, including normalizing, quenching, and austempering at 275 °c, 325 °c, and 375 °c. microstructural characterization was carried out using optical microscopy and image analysis software. brinell hardness testing was employed to assess mechanical properties. dry sliding wear resistance was evaluated using a pin-on-disk tribometer, and the coefficient of friction was monitored throughout the tests. worn surfaces and associated wear mechanisms were analyzed via scanning electron microscopy (sem). the results indicated that the quenched sample exhibited the highest wear resistance, with a specific wear rate of 1.9 × 10⁻⁶ mm³/n.m. the normalized and austempered samples (at descending order of 275 °c, 325 °c, and 375 °c), followed by the as-cast condition, showed progressively lower performance. the dominant wear mechanism in the quenched sample was identified as a combination of oxidative wear and adhesive wear

مقاومت سایش لغزشی چدن گرافیت کروی: نقش ریزساختار زمینه

چدن‌های نشکن در کاربردهای اصطکاکی، مقاومت سایشی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند که عمدتاً به دلیل اثر روانکاری ذاتی محتوای گرافیت آنهاست. علاوه بر مورفولوژی گرافیت، ریزساختار زمینه نقش مهمی در کنترل رفتار سایشی ایفا می‌کند. این مطالعه تاثیر ساختارهای مختلف زمینه بر عملکرد سایش لغزشی خشک چدن گرافیت کروی را ارزیابی می‌کند. نمونه‌ها با استفاده از روش کروی‌سازی درون قالب تولید و در قالب‌های ماسه‌ای ریخته‌گری شدند. برای به دست آوردن انواع مختلف زمینه، نمونه‌ها تحت یک سری عملیات حرارتی، از جمله نرماله کردن، کوئنچ کردن و آستمپر کردن در دمای 275 درجه سانتیگراد، 325 درجه سانتیگراد و 375 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. مشخصه‌یابی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و نرم‌افزار تحلیل تصویر انجام شد. برای ارزیابی خواص مکانیکی از آزمایش سختی برینل استفاده شد. مقاومت سایش لغزشی خشک با استفاده از تریبومتر پین روی دیسک ارزیابی شد و ضریب اصطکاک در طول آزمایش‌ها کنترل شد. سطوح ساییده شده و مکانیسم‌های سایش مرتبط با آن از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که نمونه کوئنچ شده با نرخ سایش ویژه 1.9 × 6-10 میلی‌متر مکعب بر نیوتن متر، بالاترین مقاومت سایشی را نشان داد. نمونه‌های نرماله شده و آستمپر شده (به ترتیب نزولی 275 درجه سانتی‌گراد، 325 درجه سانتی‌گراد و 375 درجه سانتی‌گراد) و پس از آن در شرایط ریختگی، به تدریج عملکرد پایین‌تری را نشان دادند. مکانیسم سایش غالب در نمونه کوئنچ شده ترکیبی از سایش اکسیداتیو و سایش چسبی بود.