抛丸机叶片用高铬铸铁材质探究

发布时间：2017-06-06 03:03

  本文关键词：抛丸机叶片用高铬铸铁材质探究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：叶片是抛丸机中最易磨损的部件,它的使用寿命直接影响抛丸效率,高铬铸铁以其优异的耐磨性能成为抛丸机叶片的理想材质。本课题在实验室条件下,首先探讨了含碳量及型砂对高铬铸铁组织及性能的影响,确定合适的合金成分及冷却条件,然后通过两种方法对其进行改进：1)通过加入钛元素对组织进行变质处理；2)针对叶片的实际使用工况,弹丸在叶片上滑动的过程中会受到摩擦力的作用,在合金中加入一定量的自润滑元素,研究硫元素对高铬铸铁摩擦学性能的影响。 研究结果表明：在干砂橡胶轮磨损实验中,过共晶成分的高铬铸铁最耐磨,共晶成分次之,亚共晶成分最不耐磨。相同条件下,选用铬铁矿砂及石英砂作为造型材料时,前者制得的高铬铸铁试样耐磨性较好。 为了改善高铬铸铁的韧性,我们采用加入一定量的Ti元素对组织进行变质处理。结果表明,Ti易与C、N反应生成高熔点的钛化物,钛化物可以作为碳化物的形核衬底,亦可阻止奥氏体晶粒的长大。钛元素的加入对高铬铸铁试样的组织起到一定的细化作用,对材料的硬度、韧性及耐磨性均有一定的改善。 在高铬铸铁中加入硫元素后,通过对硫化物的形态、成分及摩擦磨损表面进行分析得知,高铬铸铁中的硫化物主要以多角状、类球状、树枝状及十字花状存在,硫化物的形态随硫含量而变化。随硫含量增加,高铬铸铁试样的平均摩擦系数和磨损率均呈先增大后减小的趋势。硫元素加入量为0.25%时,硫化物尺寸较小,易被磨掉而从组织表面脱落,使磨损量增大；硫含量为0.75%时,硫化物平摊在组织表面,试样的平均摩擦系数与磨损率远低于未加硫试样。经摩擦磨损后,普通高铬铸铁试样表面出现剥落坑,而含硫高铬铸铁试样表面则形成一层比较均匀的硫化物,这层硫化物在摩擦磨损过程中可在一定程度上减缓基体和碳化物的磨损。
【关键词】：抛丸机叶片 高铬铸铁 耐磨损性能
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH142.1
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-29
• 1.1 课题相关背景14
• 1.2 磨损14-20
• 1.2.1 磨损概述14-15
• 1.2.2 磨料磨损的定义及分类15-17
• 1.2.3 磨料磨损机理17-18
• 1.2.4 常用耐磨材料18-20
• 1.3 高铬铸铁20-24
• 1.3.1 铬系白口铸铁的分类20-21
• 1.3.2 高铬铸铁中的碳化物21-24
• 1.4 抛丸器的基本结构及研究现状24-27
• 1.4.1 抛丸器的基本结构及工作原理24-25
• 1.4.2 国内外抛丸器叶片的研究现状25-27
• 1.5 选题目的及意义27-28
• 1.6 研究目标及内容28-29
• 第二章 进口抛丸机叶片失效分析29-36
• 2.1 进口叶片成分分析29-31
• 2.2 进口叶片组织分析31-32
• 2.3 进口叶片磨损形貌分析32-35
• 2.3.1 叶片磨损宏观形貌分析32-34
• 2.3.2 叶片磨损微观形貌分析34-35
• 2.4 叶片材料应具备的性能35-36
• 第三章 试验材料及试验方法36-41
• 3.1 试验材料成分设计36-38
• 3.1.1 碳和铬的确定36-37
• 3.1.2 其它合金元素的确定37-38
• 3.2 主要试验材料的选择38
• 3.3 试验用高铬铸铁的熔炼及试样的制备38-41
• 3.3.1 熔炼38
• 3.3.2 试样的组织分析及测试38-39
• 3.3.3 试样的性能测试39-41
• 第四章 叶片材料的试制41-65
• 4.1 引言41
• 4.2 含碳量对高铬铸铁组织和力学性能的影响41-51
• 4.2.1 含碳量对铸态高铬铸铁组织的影响41-45
• 4.2.2 含碳量对热处理态高铬铸铁组织的影响45-46
• 4.2.3 含碳量对高铬铸铁力学性能的影响46-47
• 4.2.4 不同含碳量下高铬铸铁的冲击断口分析47-49
• 4.2.5 含碳量对高铬铸铁磨损性能的影响49-51
• 4.3 造型材料对高铬铸铁组织及性能的影响51-58
• 4.3.1 引言51
• 4.3.2 造型材料的选择51-53
• 4.3.3 造型材料对高铬铸铁组织的影响53-54
• 4.3.4 造型材料对高铬铸铁硬度及冲击韧性的影响54-56
• 4.3.5 造型材料对高铬铸铁耐磨性的影响56-58
• 4.4 钛对高铬铸铁组织及性能的影响58-64
• 4.4.1 钛元素对高铬铸铁组织的影响58-62
• 4.4.2 钛元素对高铬铸铁力学性能的影响62-63
• 4.4.3 钛元素对高铬铸铁耐磨性能的影响63-64
• 4.5 小结64-65
• 第五章 含硫高铬铸铁的摩擦学性能及磨损机理研究65-79
• 5.1 引言65-66
• 5.2 硫化物的形态及成分分析66-68
• 5.2.1 硫化物的形态66-67
• 5.2.2 硫化物的成分分析67-68
• 5.3 含硫高铬铸铁摩擦学性能分析68-72
• 5.3.1 含硫高铬铸铁的摩擦系数68-71
• 5.3.2 含硫高铬铸铁的磨损失重71-72
• 5.4 摩擦磨损表面形貌及机理分析72-77
• 5.4.1 摩擦磨损表面形貌分析72-74
• 5.4.2 摩擦磨损表面成分分析74-75
• 5.4.3 高铬铸铁摩擦磨损机理探讨75-77
• 5.5 小结77-79
• 第六章 结论79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 学位论文评闽及答辩情况表85

【参考文献】

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本文编号：425210