耐磨钢在湿磨和空蚀条件下的腐蚀磨损性能与机制

发布时间：2020-08-06 08:19

【摘要】： 本论文研究了几种耐磨钢在不同介质中湿磨和空蚀实验条件下的腐蚀磨损性能和机制。应用了失重法、扫描电镜、显微硬度、电化学及表面粗糙度测量等方法，探索研究了不同介质和实验条件对耐磨钢冲击腐蚀磨损机理和空蚀机理的影响。针对低碳高合金钢和两种湿式研磨机衬板常用材料高锰钢和中碳高合金钢在酸性条件下、不同颗粒中冲击腐蚀磨损的研究表明，试样硬度和颗粒硬度的比值小于0.85时，颗粒硬度对磨损起决定作用。低碳高合金钢和高锰钢在腐蚀介质中不同冲击功的作用下，高锰钢由于耐腐蚀性差，大大降低了它的使用性能，腐蚀对材料流失的促进很大。而低碳高合金钢因为其耐腐蚀性能好，加之板条马氏体硬度高，阻碍裂纹扩展，使得它具有较好的耐冲击腐蚀性能。采用电化学手段，通过极化曲线、交流阻抗谱和线性电阻的测量，对两种钢在不同腐蚀介质中的纯耐腐蚀性能作了一系列的研究。结果表明，在酸性和中性介质中，由于低碳高合金钢成分中含有Ni、Cr、Mo等元素，因此在试样的表面形成钝化膜，使得试样的耐腐蚀性增加。但低碳高合金钢在碱性介质中一直处于活性溶解状态，耐腐蚀性较之在酸性和中性介质中差。高锰钢在中性介质和酸性介质中一直处于活性溶解状态，腐蚀速率较大，但由于高锰钢阴极极化阻碍了阳极腐蚀，使得它在碱性中的耐腐蚀性相对中性和酸性介质中的耐腐蚀性大大增加。在空蚀实验的动态条件下，通过引进电化学手段，系统地研究了在不同介质中，冲击、腐蚀、磨损三因素在实验过程中对试样破坏的影响及其交互作用。研究结果表明，在酸性和中性介质中，腐蚀因素不是影响低碳高合金钢的空蚀性能的主要因素，通过低碳高合金钢在中性介质中的腐蚀磨损交互作用的各个分量所占的份额来看，低碳高合金钢腐蚀引起的力学破坏增量W_CE和力学破坏引起的腐蚀增量W_EC大致相同，分别占有总量的7.8％和7.2％。高锰钢在空蚀条件下，腐蚀引起的力学破坏增量W_CE和力学破坏引起的腐蚀增量W_EC分别占总量的29.3％和11.2％，说明腐蚀是影响高锰钢的主要因素。在碱性介质中，高锰钢的耐腐蚀性能尤其优越，从而使得高锰钢在这种介质中的抗空蚀性能远比低碳高合金钢好。低碳高合金钢在空蚀条件下，铁素体相区率先产生裂纹、脱落，最终导致试样破坏。高锰钢在空蚀的初期，通过滑移和加工硬化等塑性变形，使得它具有很好的抗空蚀能力，但在空蚀后期，位错冲破塞积，致使试样破坏。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG142.15
【图文】：

低碳高合金钢,基体组织,耐磨钢,冲击腐蚀

低碳高合金钢的基体组织

高锰钢,基体组织,耐磨钢

合肥工业大学博士论文钢的成分列于表3一2。高锰钢在1050℃保温3h后水韧处理得到单相奥氏体组织(见图3一5)，经过测定其硬度HRC(21，冲击韧性a、>147)/em图3一5高锰钢的基体组织 F19.3一 5Mo印 hologiesofhighmanganesesteel3.1.3中碳合金钢近年来发展了中、高碳合金耐磨钢，旨在提高耐磨钢的硬度，合金元素主要是满足淬透性的需要。用于大直径高冲击的矿用球磨机衬板，国外的含碳量从0.3%起至1.0%以上，合金元素含量从低、中到高合金。国外与国内的不同之处就是我国高碳、中高碳合金耐磨钢较少，其原因在于我国的冶炼、铸造、热处理工艺水平落后，不敢提高含碳量和合金含量。例如国外大型矿山磨机可使用高碳中合金耐磨钢衬板，又如电厂大型球磨机的高碳钢(含微量合金元素)锻球

基体组织,合金,耐磨钢,高锰钢

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