双连续Si 3 N 4 /1Cr18Ni9Ti复合材料的制备与冲蚀性能研究

发布时间：2023-03-10 19:50

　　冲蚀磨损是指流动介质中的液滴或固体颗粒对材料表面的反复冲击并最终造成材料损失的磨损现象。水利机械、泥浆泵、杂质泵、火电厂脱硫管道等的过流部位都存在固液双相流以一定流速和攻角对材料表面进行冲击致使材料表面破坏的液固冲蚀磨损现象。这不仅缩短了相应部位的使用寿命,还会造成不可估量的经济损失。利用双连续相结构中两相物质间很强的相互约束作用研制耐液固冲蚀磨损材料是提高材料耐冲蚀性能的有效手段。本文以凝胶注模的方法制备Si3N4泡沫陶瓷增强体,以1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢为基体材料,采用压力铸造的方法制备具有双连续结构且界面结合良好的 Si3N4/1Cr18Ni9Ti 复合材料。采用转盘-回路式固液冲蚀实验装置分别测试了 1Cr18Ni9Ti不锈钢基体和双连续Si3N4/1Cr18Ni9Ti复合材料的冲蚀率与攻角、流速、含沙量和冲蚀时间的关系,并分别探讨了它们的磨损机理。1Cr18Ni9Ti不锈钢基体的冲蚀率随攻角的增加而先增加后下降,最大冲蚀率(3 g·m-2·h-1)对应的攻角为15°,不锈钢基体的显微硬度随着攻角的增大而增加。攻角为0°时,材料以犁削的方式磨损;攻角为15°时,材料以切...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 复合材料的概述
    1.3 金属基复合材料
    1.4 金属基复合材料增强体
        1.4.1 颗粒增强体
        1.4.2 纤维增强体
        1.4.3 晶须增强体
        1.4.4 泡沫陶瓷增强体
    1.5 双连续陶瓷-金属复合材料的研究现状
        1.5.1 双连续相复合材料的制备方法
        1.5.2 双连续相复合材料的国外研究现状
        1.5.3 双连续相复合材料的国内研究现状
    1.6 泡沫陶瓷-金属双连续相复合材料设计
    1.7 本论文的意义及研究内容
第2章 实验方案
    2.1 实验材料
        2.1.1 原材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 冲蚀磨损试验设备
        2.2.3 D/max-2500PC型X射线衍射仪
        2.2.4 MicroXAM-1200型白光干涉仪
        2.2.5 其他仪器
    2.3 样品制备及实验方法
        2.3.1 扫描电镜样品的制备
        2.3.2 冲蚀实验方案
第3章 双连续Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料制备
    3.1 前言
    3.2 Si₃N₄泡沫陶瓷的制备和结构特征
    3.3 双连续Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料的制备和结构特征
    3.4 本章小结
第4章 1Cr18Ni9Ti不锈钢的冲蚀性能
    4.1 前言
    4.2 1Cr18Ni9Ti不锈钢的冲蚀性能
        4.2.1 冲蚀率与攻角的关系
        4.2.2 冲蚀率与流速的关系
        4.2.3 冲蚀率与含沙量和冲蚀时间的关系
    4.3 本章小结
第5章 双连续Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料的冲蚀性能
    5.1 前言
        5.1.1 冲蚀磨损的概念
        5.1.2 冲蚀磨损的研究概况
        5.1.3 冲蚀磨损机理
        5.1.4 冲蚀磨损的影响因素
    5.2 双连续Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料的冲蚀性能
        5.2.1 冲蚀率与冲蚀时间的关系
        5.2.2 冲蚀率与攻角的关系
        5.2.3 冲蚀率与流速的关系
        5.2.4 冲蚀率与含沙量的关系
    5.3 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 转盘-回路式冲蚀实验装置的研制
    1 转盘-回路式冲蚀实验装置的设计与构造
    2 关于转盘-回路式冲蚀实验装置的讨论
        2.1 转盘-回路式冲蚀实验装置的工作原理
        2.2 冲蚀速度的确定
        2.3 冲蚀角度的确定
        2.4 含沙量的确定
    3 小结
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3758458