【摘要】：本文就低速砂粒對(duì)過流部件磨損的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研制,并利用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就固液兩相的低速顆粒對(duì)過流部件的磨粒磨損進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)所用固體顆粒材料為石英砂,液體為自然水。通過選取不同的砂粒粒徑、不同的含砂量并以不同的相對(duì)磨損角度對(duì)所選定的過流部件材料進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)研究,研究各磨損因素對(duì)過流部件的質(zhì)量、體積和強(qiáng)度的影響。通過對(duì)過流部件材料的顯微分析,從微觀形貌對(duì)磨損機(jī)理進(jìn)行探究。本研究可為相關(guān)工程機(jī)械設(shè)備的合理選材制造,提高設(shè)備性能和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等提供參考。研究主要結(jié)論如下:(1)各影響因素對(duì)試樣質(zhì)量磨損強(qiáng)度Qm的影響a.含砂量的影響:Q235,40Cr和ZL102三種試樣質(zhì)量磨損強(qiáng)度Qm的曲線走勢(shì)基本相似。隨著含砂量的增大,試樣質(zhì)量磨損強(qiáng)度Qm也隨之增大。之后由于砂粒本身的屏蔽作用后期相應(yīng)的增長(zhǎng)幅度明顯放緩并表現(xiàn)出接近飽和的趨勢(shì)。且相同條件下三者Qm磨損強(qiáng)度由大到小排列為:Q235,40Cr,ZL102。b.砂粒粒徑的影響:Q235,40Cr和ZL102三種試樣質(zhì)量磨損強(qiáng)度Qm的曲線隨粒徑的增大,整體成上升趨勢(shì)。磨損強(qiáng)度Qm與粒徑非正比關(guān)系。c.相對(duì)磨損角度的影響:試樣在磨損過程中,均包含切削與變形磨損兩個(gè)部分,ZL102硬度較低主要為純切削磨損,因此相對(duì)磨損角度與磨損特性曲線更接近典型的彈性材料。隨沖相對(duì)磨損角度增大,磨損質(zhì)量減少。40Cr試樣表面的硬度比Q235和ZL102大主要為純變形磨損,脆性傾向最明顯。所以出現(xiàn)最大磨損量的角度更靠近90°。而普通碳鋼Q235介于兩者之間復(fù)合磨損更為突出,其特性曲線的峰值約在20°~40°之間。(2)各影響因素對(duì)試樣體積磨損強(qiáng)度Qv的影響a.含砂量的影響:Q235,40Cr和ZL102三種試樣體積磨損強(qiáng)度Qv與含砂量變化曲線中,相同實(shí)驗(yàn)條件下ZL102的體積磨損強(qiáng)度Qv大于Q235和40Cr,但ZL102質(zhì)量磨損強(qiáng)度的Qm小于Q235和40Cr,主要原因是鋁的密度最小。體積磨損強(qiáng)度Qv對(duì)應(yīng)物理意義為單位面積下的磨損深度。b.砂粒粒徑的影響:Q235,40Cr和ZL102三種試樣體積磨損強(qiáng)度Qv與砂粒粒徑變化曲線走勢(shì)和體積磨損強(qiáng)度Qv與含砂量變化曲線情況相似。c.相對(duì)磨損角度的影響:Q235,40Cr和ZL102三種試樣體積磨損強(qiáng)度Qv與相對(duì)磨損角度變化曲線和相對(duì)磨損角度對(duì)試樣質(zhì)量磨損強(qiáng)度Qm的影響情況相同。(3)材料的耐磨性與材料的表面抗氧化性能存在關(guān)聯(lián),且不與表面硬度性能成單一關(guān)系。表面磨損的過程就是試樣表層基體及新舊氧化膜或氧化物與砂粒間沖磨所發(fā)生的塑性變形和微切削脫落的反復(fù)過程。
【圖文】：

上已知的固體資源基本上是先加工成粉料再予以石先加工成粉料，再予以選礦和冶煉；煤炭先加先加工成粉料，再成型燒結(jié)；水泥則是先把原料粉料生產(chǎn)與輸送設(shè)備主要包括：磨碎設(shè)備（自磨式粉碎機(jī)、膠體磨和雷蒙磨等）[3]、篩分設(shè)備（分機(jī)等）、輸送設(shè)備（螺旋輸送機(jī)、渣漿泵、管壽命極其短暫，被破壞的主要原因就是磨粒磨損冶金行業(yè)使用的泵常在稠度較大、速度較快的漿水與礦粉或煤粉的固液混合物，以致于泵及其相。其中壽命極短的渣漿泵更是被稱為“星期泵”備因磨損嚴(yán)重而出現(xiàn)過流部件穿洞、變形或其它在開采和使用煤炭、石油的過程中，設(shè)備機(jī)器往停產(chǎn)維修。這不僅造成了巨大的資源浪費(fèi)，還嚴(yán)見，，磨粒磨損對(duì)用于粉料的生產(chǎn)與輸送的主要工究。

磨粒磨損實(shí)驗(yàn)方法是將各類試樣在射流沖擊用，最早于 1904 年公路路面材料的噴砂射樣回轉(zhuǎn)來附加沖擊速度的周期性射流沖擊輪機(jī)內(nèi)水滴磨損而首先設(shè)計(jì)的。至此，此磨粒磨損實(shí)驗(yàn)裝置。特別指出，當(dāng)水流為純擊實(shí)驗(yàn)裝置旋轉(zhuǎn)沖擊實(shí)驗(yàn)裝置。電動(dòng)機(jī) 1 拖動(dòng)兩端固2 內(nèi)盛有砂水混合液 4。容器底部安放試樣液沖擊試樣一次。沖擊方向約垂直試樣表面表面的沖擊次數(shù)，從而研究在砂粒沖擊過程于沖擊速度和頻率較低，而實(shí)驗(yàn)中采用較大分造成表面特性的變化。圖 1.2 實(shí)驗(yàn)裝置織分析方面而研制出來的一種較新的實(shí)驗(yàn)裝實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)見表 1.1
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O359;TH122

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