新型耐磨耐蚀高合金铸铁组织与性能研究

发布时间：2017-10-11 14:30

  本文关键词：新型耐磨耐蚀高合金铸铁组织与性能研究

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【摘要】：由传统工艺生产的混凝土输送管管材具有冲击韧性差和耐磨性差的缺点,同时材料性能不稳定,使用寿命短。本文的研究目的是设计一种新型成分的混凝土输送管管材,通过变质处理和热处理工艺,使其在混凝土输送条件下具有优良的耐磨耐蚀性能,提高材料的稳定性与使用寿命。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪以及HR-150A型洛氏硬度计和JB294/147A冲击试验机对耐磨耐蚀高合金铸铁进行组织观察和力学性能测试,采用MCF-30型冲蚀腐蚀磨损试验机对耐磨耐蚀高合金铸铁进行冲蚀磨损测试。试验结果表明,耐磨耐蚀高合金铸铁变质处理前后的铸态组织均由索氏体+马氏体+共晶碳化物+残余奥氏体组成,经过复合变质处理后耐磨耐蚀高合金铸铁基体组织由变质前的粗大柱状树枝晶转变为细小的等轴晶,碳化物也变得更加细小,网状碳化物出现颈缩现象。经复合变质处理的耐磨耐蚀高合金铸铁,其硬度和冲击韧度得到明显提高。热处理后耐磨耐蚀高合金铸铁变质处理前后的组织均由回火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物组成,组织进一步细化,粗大的柱状树枝晶和长片状碳化物消失,基体组织转变为细小的等轴晶,碳化物也由短棒状转化为细小的菊花状,碳化物分布也明显得到改善,硬度得到提高。变质耐磨耐蚀高合金铸铁热处理后,其力学性能明显得到改善。铸态硬度由变质前的HRC52.7提高到变质后的HRC64.0,冲击韧度提高了43.3%,到达4.3J/cm2。冲蚀磨损试验表明,随着磨损转速的提高,耐磨耐蚀高合金铸铁试样磨损量和磨损率均不断增加,磨损表面冲蚀磨损形貌不断恶化,当转速增加到400r/min时磨损试样有裂纹开始出现,经复合变质处理的耐磨耐蚀高合金铸铁,经热处理后表现出最佳耐冲蚀磨损性能。论文通过对耐磨耐蚀高合金铸铁成分设计、变质处理以及热处理,大大改善了混凝土输送管管材的组织、碳化物形态及分布,提高了其力学性能和耐冲蚀磨损性能,使其更加稳定,使用寿命延长。
【关键词】：耐磨耐蚀高合金铸铁 复合变质处理 热处理 组织和力学性能 冲蚀磨损性能
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG143.7
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 耐磨耐蚀铸铁研究现状10-12
• 1.2.1 耐磨铸铁发展现状10-11
• 1.2.2 耐蚀铸铁发展现状11-12
• 1.3 冲蚀磨损工况下的磨损机制及理论研究现状12-16
• 1.3.1 材料的冲蚀磨损机制12-13
• 1.3.2 影响冲蚀磨损的因素13
• 1.3.3 浆体冲蚀磨损特点和规律13-16
• 1.4 研究目标及内容16-17
• 第2章 试验材料的制备及试验方法17-27
• 2.1 试验方案17
• 2.2 材料成分设计17-21
• 2.2.1 耐磨耐蚀高合金铸铁成分设计18-21
• 2.2.2 变质剂的选择21
• 2.3 试验材料制备21-22
• 2.4 热处理方案制定22-24
• 2.5 显微组织分析24
• 2.6 力学性能测试24-25
• 2.7 冲蚀磨损测试25-27
• 第3章 变质处理对耐磨耐蚀高合金铸铁组织和性能的影响27-47
• 3.1 变质处理对耐磨耐蚀高合金铸铁组织的影响27-33
• 3.1.1 耐磨耐蚀高合金铸铁铸态组织金相分析27-28
• 3.1.2 耐磨耐蚀高合金铸铁铸态组织XRD分析28-29
• 3.1.3 耐磨耐蚀高合金铸铁铸态组织的TEM分析29-33
• 3.2 变质处理对耐磨耐蚀高合金铸铁力学性能的影响33-34
• 3.3 热处理对耐磨耐蚀高合金铸铁组织的影响34-41
• 3.3.1 耐磨耐蚀高合金铸铁热处理组织金相分析34-36
• 3.3.2 耐磨耐蚀高合金铸铁热处理组织XRD分析36-37
• 3.3.3 耐磨耐蚀高合金铸铁热处理组织TEM分析37-41
• 3.4 热处理对耐磨耐蚀高合金铸铁力学性能的影响41-43
• 3.5 变质处理与热处理对耐磨耐蚀高合金铸铁性能的综合影响43-44
• 3.6 小结44-47
• 第4章 耐磨耐蚀高合金铸铁冲蚀磨损性能的研究47-59
• 4.1 转速 200r/min时耐磨耐蚀高合金铸铁冲蚀磨损性能47-49
• 4.2 转速 300r/min时耐磨耐蚀高合金铸铁冲蚀磨损性能49-52
• 4.3 转速 400r/min时耐磨耐蚀高合金铸铁冲蚀磨损性能52-54
• 4.4 转速 500r/min时耐磨耐蚀高合金铸铁冲蚀磨损性能54-56
• 4.5 不同转速对冲蚀磨损性能的影响56-57
• 4.6 小结57-59
• 第5章 结论59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间的研究成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：1013042