Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 12/2016

08.09.2016

Relations of Counterface Hardness with Wear Behavior and Tribo-Oxide Layer of AISI H13 Steel

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 12/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Dry sliding wear tests of AISI H13 steel (50 HRC) against AISI D2 steel counterface with three hardness levels (55, 50, and 42 HRC) were performed at 298 K to 873 K (25 °C to 600 °C). The relations of counterface hardness with the wear behavior and tribo-oxide layer of AISI H13 steel were explored. When sliding against the different-hardness counterface, H13 steel presents appreciably changed wear behavior as a function of temperature. For H d/H p (the hardness ratio of disk to pin) > 1, the wear rate increases with the increase of temperature, but the wear rate variation is roughly inversed for H d/H p < 1. For H d/H p = 1, the wear rate first decreases to reach the lowest value at 473 K (200 °C) and then rapidly increases with the increase of temperature. The lowest wear rate appears at 298 K (25 °C) for H d/H p > 1, at 474 K (200 °C) for H d/H p = 1, and at 673 K (400 °C) for H d/H p < 1. As no-oxide tribolayer exists below 473 K (200 °C), the wear behavior roughly complies with Archard’s equation; adhesive and abrasive wear prevail, regardless of H d/H p. As tribo-oxide layer exists at 473 K (200 °C) or above, the wear behavior depends on the tribo-oxide layer and thermal strength of the substrate, i.e., the stability of the tribo-oxide layer. Oxidative mild wear prevails at 473 K to 873 K (200 °C to 600 °C) for H d/H p < 1 and merely at 473 K (200 °C) for H d/H p = 1. However, a mild-to-severe transition of oxidative wear occurs at 473 K to 873 K (200 °C to 600 °C) for H d/H p > 1 and at 673 K to 873 K (400 °C to 600 °C) for H d/H p = 1. These findings suggest that the tribo-oxide layers are liable to exist stably for H d/H p ≤ 1 but to readily delaminate for H d/H p > 1.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat J.F. Archard and W. Hirst: Proc. R. Soc. London A, 1956, vol. 26, pp. 397–410.CrossRef J.F. Archard and W. Hirst: Proc. R. Soc. London A, 1956, vol. 26, pp. 397–410.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat J.K. Lancaster: Proc. R. Soc. London A, 1957, vol. 70B, pp. 112–18. J.K. Lancaster: Proc. R. Soc. London A, 1957, vol. 70B, pp. 112–18.
4.
Zurück zum Zitat W. Hirst and J.K. Lancaster: Proc. R. Soc. Lond. A, 1960, vol. 259, pp. 228–41.CrossRef W. Hirst and J.K. Lancaster: Proc. R. Soc. Lond. A, 1960, vol. 259, pp. 228–41.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J.L. Sullivan and S.S. Athnal: Tribol. Int., 1983, vol. 64 (3), pp. 123–31.CrossRef J.L. Sullivan and S.S. Athnal: Tribol. Int., 1983, vol. 64 (3), pp. 123–31.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat D.K. Chaudhuri, A.J. Slifka, and J.D. Siegwarth: Wear, 1993, vol. 160, pp. 37–50.CrossRef D.K. Chaudhuri, A.J. Slifka, and J.D. Siegwarth: Wear, 1993, vol. 160, pp. 37–50.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat G. Straffelini, D. Trabucco, and A. Molinari: Metall. Mater. Trans. A, 2002, vol. 33A, pp. 613–24.CrossRef G. Straffelini, D. Trabucco, and A. Molinari: Metall. Mater. Trans. A, 2002, vol. 33A, pp. 613–24.CrossRef
9.
10.
Zurück zum Zitat V. Abouei, H. Saghafian, and S. Kheirandish: Wear, 2007, vol. 262, pp. 1225–31.CrossRef V. Abouei, H. Saghafian, and S. Kheirandish: Wear, 2007, vol. 262, pp. 1225–31.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat H. So, H.M. Chen, and L.W. Chen: Wear, 2008, vol. 265, pp. 1142–48.CrossRef H. So, H.M. Chen, and L.W. Chen: Wear, 2008, vol. 265, pp. 1142–48.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat F. Velasco, M.A. Martinez, R. Calabres, A. Bautista, and J. Abenojar: Tribol. Int., 2009, vol. 42, pp. 1199–1205.CrossRef F. Velasco, M.A. Martinez, R. Calabres, A. Bautista, and J. Abenojar: Tribol. Int., 2009, vol. 42, pp. 1199–1205.CrossRef
13.
14.
15.
16.
Zurück zum Zitat C.C. Viáfara and A. Sinatora: Lubr. Sci., 2013, vol. 25, pp.123–38.CrossRef C.C. Viáfara and A. Sinatora: Lubr. Sci., 2013, vol. 25, pp.123–38.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Roy, A. Pauschitz, J. Wernisch, and F. Franek: Mater. Corros., 2004, vol. 55 (4), pp. 259–71.CrossRef M. Roy, A. Pauschitz, J. Wernisch, and F. Franek: Mater. Corros., 2004, vol. 55 (4), pp. 259–71.CrossRef
18.
19.
20.
Zurück zum Zitat J.E. Wilson, F.H. Stott, and G.C. Wood: Proc. R. Soc. London A, 1980, vol. 369, pp. 557–74.CrossRef J.E. Wilson, F.H. Stott, and G.C. Wood: Proc. R. Soc. London A, 1980, vol. 369, pp. 557–74.CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat O. Barrau, C. Boher, R. Gras, and F. Rezai-Aria: Wear, 2003, vol. 255, pp. 1444–54.CrossRef O. Barrau, C. Boher, R. Gras, and F. Rezai-Aria: Wear, 2003, vol. 255, pp. 1444–54.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat S.Q. Wang, M.X. Wei, F. Wang, X.H. Cui, and C. Dong: Tribol. Lett., 2008, vol. 32, pp. 67–72.CrossRef S.Q. Wang, M.X. Wei, F. Wang, X.H. Cui, and C. Dong: Tribol. Lett., 2008, vol. 32, pp. 67–72.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat C. Colombia, Y. Berthier, A. Floquet, L. Vincent, and M. Godot: J. Tribol. Trans. ASME, 1984, vol. 106, pp. 194–201.CrossRef C. Colombia, Y. Berthier, A. Floquet, L. Vincent, and M. Godot: J. Tribol. Trans. ASME, 1984, vol. 106, pp. 194–201.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat M. Varga, H. Rojacz, H Winkelmann, H. Mayer, and E. Badisch: Tribol. Int., 2013, vol. 65, pp. 190–99.CrossRef M. Varga, H. Rojacz, H Winkelmann, H. Mayer, and E. Badisch: Tribol. Int., 2013, vol. 65, pp. 190–99.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat M.X. Wei, S.Q. Wang, L. Wang, X.H. Cui, and K.M. Chen: Tribol. Int., 2011, vol. 44, pp. 898–905.CrossRef M.X. Wei, S.Q. Wang, L. Wang, X.H. Cui, and K.M. Chen: Tribol. Int., 2011, vol. 44, pp. 898–905.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Q.Y. Zhang, K.M. Chen, L. Wang, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Tribol. Int., 2013, vol. 61, pp. 214–23.CrossRef Q.Y. Zhang, K.M. Chen, L. Wang, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Tribol. Int., 2013, vol. 61, pp. 214–23.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat L. Wang, Q.Y. Zhang, X.X. Li, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Metall. Mater. Trans. A, 2014, vol. 45A, pp. 2284–96.CrossRef L. Wang, Q.Y. Zhang, X.X. Li, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Metall. Mater. Trans. A, 2014, vol. 45A, pp. 2284–96.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat K.M. Chen, Y. Zhou, X.X. Li, Q.Y. Zhang, L. Wang, and S.Q. Wang: Mater. Des., 2015, vol. 65, pp. 65–73.CrossRef K.M. Chen, Y. Zhou, X.X. Li, Q.Y. Zhang, L. Wang, and S.Q. Wang: Mater. Des., 2015, vol. 65, pp. 65–73.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat L. Wang, Q.Y. Zhang, X.X. Li, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Tribol. Lett., 2014, vol. 53, pp. 511–20.CrossRef L. Wang, Q.Y. Zhang, X.X. Li, X.H. Cui, and S.Q. Wang: Tribol. Lett., 2014, vol. 53, pp. 511–20.CrossRef
33.
Metadaten
Titel
Relations of Counterface Hardness with Wear Behavior and Tribo-Oxide Layer of AISI H13 Steel
Publikationsdatum
08.09.2016
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 12/2016
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-016-3689-y

Weitere Artikel der Ausgabe 12/2016

Metallurgical and Materials Transactions A 12/2016 Zur Ausgabe

Symposium: Micromechanics of Advanced Materials III in Honor of J.C.M. Li

Dislocation Ledge Sources: Dispelling the Myth of Frank–Read Source Importance

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.