中碳合金耐磨钢再制造表面涂覆件组织与力学性能研究

发布时间：2017-11-09 02:07

  本文关键词：中碳合金耐磨钢再制造表面涂覆件组织与力学性能研究

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【摘要】：为了使大型球磨机衬板在冶金、矿山等工况条件下具有高的使用寿命,一般从两个方面考虑：一是球磨机衬板本身的化学成分、组织和结构,即内在因素；二是运用再制造表面工程技术对其易磨损、易腐蚀部位进行表面处理,即外在因素。本课题从这两个方面着手,通过金属材料PANDAT热力学分析软件的分析选择了中碳合金耐磨钢衬板为基材,利用超音速火焰喷涂技术在基体材料表面喷涂WC-10Co-xCr(x=2,3,4,5)陶瓷复合材料制备了涂覆件,并利用金相显微镜、SEM和XRD对涂覆件显微组织、物相结构和微观形貌进行了表征分析,同时利用电子万能试验机、显微硬度测试仪及盘销式摩擦磨损试验机对涂覆件力学性能进行测试分析,以及利用电化学工作站在模拟海水试验条件下,对涂覆件的耐腐蚀性能进行了测试分析,结果表明：(1)选择基材为中碳合金耐磨钢,即ZG42SiMnCr2MoCe。ZG42SiMnCr2MoRe钢的组织为马氏体+共晶碳化物+二次弥散碳化物+少量残留奥氏体,其硬度高于55HRC,韧性高于42J/cm2(夏氏无缺口试样)。(2)WC-10Co-xCr(x=2,3,4,5)陶瓷复合材料颗粒粒度分布均匀,粉末颗粒球形度高,且球形表面多孔,易于形成高质量致密涂层；在喷涂的过程中,涂层与基体主要是以机械结合为主,WC发生了一定程度的脱碳,陶瓷涂层主要物相为WC相及少量的W2C和微量的CoCr相组成；热喷涂制备WC-10Co-xCr(x=2,3,4,5)陶瓷复合涂层组织均匀、致密,没有大的孔隙和裂纹；其中WC-10Co-3Cr涂层的孔隙率最低,为1.0%,WC-10Co4Cr涂层的孔隙率最高,为5.0%。(3)制备的陶瓷复合涂层显微硬度均高于基体材料的显微硬度55.7HRC,其中,WC-10Co-2Cr涂层平均显微硬度为70HRC, WC-10Co-3Cr涂层平均显微硬度为68HRC, WC-10Co-4Cr涂层平均显微硬度为61.4HRC, WC-10Co-5Cr涂层平均显微硬度为66HRC；制备的涂覆件涂层结合强度都较高,都高于粘结胶的结合强度,均高于70MPa; WC-10Co-xCr (x=2,3,4,5)陶瓷涂层明显提高了基体的耐磨性能,其中在转速为370r/min,载荷为400g的磨损试验条件下,WC-10Co-2Cr涂覆件的耐磨性能最好；WC-10Co-xCr(x=2,3,4,5)涂层主要是磨粒磨损。(4) WC-10Co-xCr(x=2,3,4,5)涂层具有优异的耐腐蚀性能,其中,WC-10Co-3Cr涂层比其他三种涂层有更好的耐腐蚀性能,其自腐蚀电位最大,约为-0.460V,自腐蚀电流密度最小,约为1.703×10-4Axcm-2。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

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本文编号：1159816