磷酸料浆泵叶轮用耐磨蚀双相不锈钢的研究

发布时间：2017-11-10 17:43

  本文关键词：磷酸料浆泵叶轮用耐磨蚀双相不锈钢的研究

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【摘要】：磷酸是重要的工农业生产原料,由于杂质较多,生产过程中料浆泵叶轮受到磷酸料浆强烈的磨蚀作用,因此开发设计符合磷酸生产的叶轮材料一直以来是各单位研究的热点。Cr30铁素体不锈钢由于价格低廉、硬度较高,是一种重要的叶轮材料；不过Cr30脆性大、成品率低,大大限制了其应用,而且很难通过热处理提高其使用性能。因此在Cr30的基础上研究一种新型的耐磨蚀不锈钢材料,使其具备价格低廉、强韧性好、耐磨蚀性能良好的优点,具有重要的现实意义。实验发现在碳含量0.6%的Cr30基础上添加Cu、Mo可以大幅度的提高材料的硬度以及耐蚀性能,其中Cu对材料硬度的影响较大,Mo对耐蚀性能的改善更为明显；经过合适的热处理后材料的硬度可以得到更大幅度的提升。在铁素体基体中添加N元素可以提高材料的硬度,少量的N元素对提升材料的韧性有益。向铁素体不锈钢中添加Ni元素可以获得双相不锈钢,同时使韧性、耐蚀性能得到提升,但会引起硬度下降。在添加Ni的基础上加入N元素可以提高双相不锈钢的硬度同时会带来韧性、耐蚀性能的提高。添加Mn、Ti等元素可在保持各相比例的基础上提高N的溶解度,使材料硬度增加；但Mn会降低材料的耐蚀性能,加入量不宜过多。另外适当降低材料中的Cr含量并不会给材料的性能带来太大的损失,反而可提高材料的性价比。磨蚀试验结果显示于磷酸料浆磨蚀环境下硬度对材料耐磨蚀性能的贡献更大,单独添加Ni元素后由于材料的硬度较低其耐磨蚀性能较差。与铁素体不锈钢相比,具有加工硬化能力的双相不锈钢具有更好的耐磨蚀性能,在添加N的基础上加入Ti等元素使材料获得最佳的耐磨蚀性能。Mn元素的加入可以增加材料的加工硬化能力,提高材料的耐磨蚀性能,配合Ti的加入可以使材料获得最佳的性价比。对于不同热处理状态下材料,铸态下材料的耐磨蚀性能最差,而具有更高硬度时效态材料耐磨蚀性能最好。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71;TQ126.35

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