耐磨鋼在濕磨和空蝕條件下的腐蝕磨損性能與機制

發(fā)布時間：2020-08-06 08:19

【摘要】： 本論文研究了幾種耐磨鋼在不同介質(zhì)中濕磨和空蝕實驗條件下的腐蝕磨損性能和機制。應(yīng)用了失重法、掃描電鏡、顯微硬度、電化學及表面粗糙度測量等方法，探索研究了不同介質(zhì)和實驗條件對耐磨鋼沖擊腐蝕磨損機理和空蝕機理的影響。針對低碳高合金鋼和兩種濕式研磨機襯板常用材料高錳鋼和中碳高合金鋼在酸性條件下、不同顆粒中沖擊腐蝕磨損的研究表明，試樣硬度和顆粒硬度的比值小于0.85時，顆粒硬度對磨損起決定作用。低碳高合金鋼和高錳鋼在腐蝕介質(zhì)中不同沖擊功的作用下，高錳鋼由于耐腐蝕性差，大大降低了它的使用性能，腐蝕對材料流失的促進很大。而低碳高合金鋼因為其耐腐蝕性能好，加之板條馬氏體硬度高，阻礙裂紋擴展，使得它具有較好的耐沖擊腐蝕性能。采用電化學手段，通過極化曲線、交流阻抗譜和線性電阻的測量，對兩種鋼在不同腐蝕介質(zhì)中的純耐腐蝕性能作了一系列的研究。結(jié)果表明，在酸性和中性介質(zhì)中，由于低碳高合金鋼成分中含有Ni、Cr、Mo等元素，因此在試樣的表面形成鈍化膜，使得試樣的耐腐蝕性增加。但低碳高合金鋼在堿性介質(zhì)中一直處于活性溶解狀態(tài)，耐腐蝕性較之在酸性和中性介質(zhì)中差。高錳鋼在中性介質(zhì)和酸性介質(zhì)中一直處于活性溶解狀態(tài)，腐蝕速率較大，但由于高錳鋼陰極極化阻礙了陽極腐蝕，使得它在堿性中的耐腐蝕性相對中性和酸性介質(zhì)中的耐腐蝕性大大增加。在空蝕實驗的動態(tài)條件下，通過引進電化學手段，系統(tǒng)地研究了在不同介質(zhì)中，沖擊、腐蝕、磨損三因素在實驗過程中對試樣破壞的影響及其交互作用。研究結(jié)果表明，在酸性和中性介質(zhì)中，腐蝕因素不是影響低碳高合金鋼的空蝕性能的主要因素，通過低碳高合金鋼在中性介質(zhì)中的腐蝕磨損交互作用的各個分量所占的份額來看，低碳高合金鋼腐蝕引起的力學破壞增量W_CE和力學破壞引起的腐蝕增量W_EC大致相同，分別占有總量的7.8％和7.2％。高錳鋼在空蝕條件下，腐蝕引起的力學破壞增量W_CE和力學破壞引起的腐蝕增量W_EC分別占總量的29.3％和11.2％，說明腐蝕是影響高錳鋼的主要因素。在堿性介質(zhì)中，高錳鋼的耐腐蝕性能尤其優(yōu)越，從而使得高錳鋼在這種介質(zhì)中的抗空蝕性能遠比低碳高合金鋼好。低碳高合金鋼在空蝕條件下，鐵素體相區(qū)率先產(chǎn)生裂紋、脫落，最終導(dǎo)致試樣破壞。高錳鋼在空蝕的初期，通過滑移和加工硬化等塑性變形，使得它具有很好的抗空蝕能力，但在空蝕后期，位錯沖破塞積，致使試樣破壞。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TG142.15
【圖文】：

低碳高合金鋼,基體組織,耐磨鋼,沖擊腐蝕

低碳高合金鋼的基體組織

高錳鋼,基體組織,耐磨鋼

合肥工業(yè)大學博士論文鋼的成分列于表3一2。高錳鋼在1050℃保溫3h后水韌處理得到單相奧氏體組織(見圖3一5)，經(jīng)過測定其硬度HRC(21，沖擊韌性a、>147)/em圖3一5高錳鋼的基體組織 F19.3一 5Mo印 hologiesofhighmanganesesteel3.1.3中碳合金鋼近年來發(fā)展了中、高碳合金耐磨鋼，旨在提高耐磨鋼的硬度，合金元素主要是滿足淬透性的需要。用于大直徑高沖擊的礦用球磨機襯板，國外的含碳量從0.3%起至1.0%以上，合金元素含量從低、中到高合金。國外與國內(nèi)的不同之處就是我國高碳、中高碳合金耐磨鋼較少，其原因在于我國的冶煉、鑄造、熱處理工藝水平落后，不敢提高含碳量和合金含量。例如國外大型礦山磨機可使用高碳中合金耐磨鋼襯板，又如電廠大型球磨機的高碳鋼(含微量合金元素)鍛球

基體組織,合金,耐磨鋼,高錳鋼