高铬白口铸铁耐磨耐冲蚀性能的实验研究

发布时间：2017-10-13 05:29

  本文关键词：高铬白口铸铁耐磨耐冲蚀性能的实验研究

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【摘要】：离心式水煤浆泵是管道水力输送的关键设备,主要用于输送具有一定腐蚀性且含硬质煤粉颗粒的固液混合物,容易产生严重的磨粒磨损、冲蚀磨损和气蚀损伤。本文选择Cr26高铬白口铸铁作为研究对象,通过不同工艺对高铬白口铸铁材料进行热处理研究,获得最佳的热处理工艺参数组合,同时利用砂纸磨损试验机和环—块摩擦磨损试验机上进行磨损实验,利用气流冲蚀实验装置进行冲蚀磨损实验。借助光学显微镜(LM)、扫描电子显微镜(SEM)、表面轮廓仪以及X射线衍射仪、能谱仪等设备对试样的磨损表面微观形貌进行观察和检测,分析了材料的摩擦磨损及冲蚀机理,得到结论：Cr26高铬白口铸铁的最佳热处理工艺参数组合为1000℃淬火(空冷)×2h+400℃回火(空冷)；与企业的热处理结果相比,材料硬度提高2HRC。高铬白口铸铁的耐磨性由硬度和基体韧性共同决定,受基体的“支撑”作用和硬质碳化物的“保护”作用,在一定范围内,其硬度越高,耐磨性能越好,但当硬度相近时,韧性高的材料具有更好的耐磨性能。材料的磨损由基体的微观切削和硬质碳化物的断裂和脱落造成。高铬白口铸铁的耐冲蚀性能与颗粒的冲蚀角有关,30°冲蚀角时,水平方向的切削力较大,材料冲蚀磨损量最大,90°冲角时,冲蚀磨损量较少,且有微量颗粒嵌入基体,形成磨粒,阻碍后续的冲击。说明高铬白口铸铁的冲蚀磨损主要由磨粒对基体的微观切削和碳化物的挤压断裂所致。针对含铬量高的白口铸铁Cr26进行激光淬火表面处理探索实验,研究激光工艺参数(功率)对淬硬层厚度和显微硬度的影响,为后续研究提供重要的理论和实验依据。
【关键词】：Cr26白口铸铁 热处理 磨粒磨损 冲蚀磨损 耐磨性
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG143.1;TH231
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 高铬白口铸铁国内外研究现状10-14
• 1.3 课题研究内容14-15
• 第2章 磨损基本理论15-26
• 2.1 磨损基本理论15-18
• 2.1.1 磨损的定义与分类15
• 2.1.2 磨粒磨损类型15-16
• 2.1.3 磨粒磨损理论模型16-18
• 2.2 冲蚀磨损基础理论18-21
• 2.2.1 冲蚀磨损定义及分类18-19
• 2.2.2 冲蚀磨损理论19-20
• 2.2.3 冲蚀磨损的影响因素20-21
• 2.3 高铬白口铸铁的磨粒磨损21-24
• 2.3.1 碳化物对耐磨性的影响22
• 2.3.2 基体组织对耐磨性的影响22-24
• 2.4 材料抗磨能力测试24-26
• 2.4.1 常用的磨损试验机24-26
• 第3章 实验材料、设备及实验流程26-28
• 3.1 实验材料26
• 3.2 实验设备26-27
• 3.3 实验流程27-28
• 第4章 热处理实验28-40
• 4.1 高铬白口铸铁的热处理工艺28-29
• 4.2 材料光谱分析29-30
• 4.3 热处理实验步骤30-31
• 4.4 性能参数测试方法31-32
• 4.4.1 试样的制备31-32
• 4.4.2 硬度测试32
• 4.4.3 冲击韧性测试32
• 4.4.4 XRD衍射分析32
• 4.5 实验结果及分析32-39
• 4.5.1 硬度测试结果及分析32-35
• 4.5.2 金相微观组织对材料性能的影响35-38
• 4.5.3 组织相对材料性能的影响38-39
• 4.6 小结39-40
• 第5章 磨损及冲蚀实验40-53
• 5.1 砂纸磨损实验40-42
• 5.2 环—块磨损实验42-48
• 5.2.1 实验步骤42
• 5.2.2 实验结果42-45
• 5.2.3 结果分析与讨论45-48
• 5.3 冲蚀实验48-52
• 5.3.1 实验内容49
• 5.3.2 实验结果49-50
• 5.3.3 结果分析与讨论50-52
• 5.4 小结52-53
• 第6章 激光淬火实验53-58
• 6.1 实验内容53
• 6.2 实验结果53-57
• 6.3 结果分析与讨论57
• 6.4 小结57-58
• 第7章 结论与展望58-60
• 7.1 论文结论58
• 7.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64

【参考文献】

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本文编号：1023097