氧化铝矿用渣浆泵过流件高铬铸铁Cr28的腐蚀磨损性能

针对氧化铝矿渣浆泵过流件使用工况,设计了一种新型的过流件高铬铸铁材料Cr28,研究了铸态和热处理态材料的组织和性能。结果表明:热处理后组织与铸态组织相比,碳化物分布趋于弥散细小,冲击韧度和硬度都有较大的提高。腐蚀磨损实验结果表明:铸态和热处理态Cr28的腐蚀磨损性能与Cr15Mo3相比都有显著地提高,其中热处理态Cr28试样的磨蚀失重率最低,相对耐磨性为1.95。采用定量分析的方法对材料的磨蚀磨损交互作用进行研究表明:在腐蚀磨损过程中磨损对腐蚀的促进作用很大,占到腐蚀分量的99%以上,而腐蚀对磨损的促进作用较为有限,均低于腐蚀分量的23%。Cr15Mo3和热处理态Cr28试样的磨损增量和纯磨损量均随其硬度的升高而降低,而铸态Cr28试样硬度低于Cr15Mo3试样,但是磨损增量和纯磨损量也较低。     

中锰高碳钢的冲击磨损性能及磨损机制

采用场发射扫描电镜(SEM)、MLD-10冲击实验机和硬度实验机等检测手段,对不同处理制度条件下的中锰高碳钢在中低冲击载荷条件下的耐磨性能与其磨损机制进行了研究。结果表明:低冲击载荷条件下,热轧态中锰高碳钢具有最优异的冲击磨损性能,远高于冷轧态与其他热处理制度下的中锰高碳钢,其磨损机制为剥削磨损与凿削磨损;在中等冲击载荷条件下,450℃保温15 min样品的冲击磨损性能最优越,且磨损机制为剥削磨损、凿削磨损与塑性变形。     

高速电弧喷涂FeMnCrAl/Cr_3C_2涂层的抗高温冲蚀磨损性能

采用高速电弧喷涂技术在20(AISI 1020)钢基体表面制备FeMnCrAl/Cr3C2涂层,通过光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等方法,对FeMnCrAl/Cr3C2涂层显微组织、抗高温冲蚀磨损性能和冲蚀磨损机理进行研究。结果表明:在全部冲击角范围内,FeMnCrAl/Cr3C2涂层表现出优于20钢的抗高温冲蚀磨损性能;FeMnCrAl/Cr3C2涂层的冲蚀磨损机理如下:在低冲击角下,破坏模式以犁耕和切削作用为主;在高冲击角下,破坏模式以挤压疲劳开裂和脱落作用为主;在中间冲击角范围,破坏模式表现为挤压和切削;在全部冲击角下,破坏模式都伴随着新鲜表面在二次冲击下的脆性开裂脱落和过度塑性变形导致疲劳脱落的复合失效形式。     

Cr/C比对中铬铸铁复合抗磨辊圈组织和耐磨性的影响

中铬铸铁复合抗磨辊圈服役过程中,外层中铬铸铁层起主要的抗磨和粉碎物料的作用。本文主要研究了Cr/C比对中铬铸铁组织、力学性能和耐磨性的影响。研究结果表明,Cr/C比的不同会影响碳化物的形态和数量,Cr/C比(3.17)较高时,碳化物主要为菊花状和弥散分布的块状的(Cr, Fe)_7C_3,碳化物面积占比为8.90%,冲击韧度为8.6 J,硬度为52 HRC;Cr/C比(2.66)较低时,碳化物主要为网状的(Fe, Cr)_3C和板条状的(Cr, Fe)_7C_3,碳化物面积占比为13.31%,冲击韧度为5.3 J,硬度为56 HRC。且Cr/C比高时,由于具有较高的韧性,可以缓解磨损过程中应力集中,延迟磨屑的剥落,具有更高的耐磨性。     

Cr对Fe-Cr-B-C系堆焊合金热处理后的组织和磨损性能的影响

观察采用药芯焊丝堆焊方法在Q235钢基体上制备了含Cr含量分别为12%、14%、16%和18%的Fe-Cr-B-C系耐磨合金。对堆焊合金进行600℃热处理,研究了不同Cr含量对焊态和热处理后堆焊合金的显微组织和磨粒耐磨性能的影响。结果表明,堆焊合金硬质相主要为(Fe,Cr)23(B,C)6,焊态基体组织为马氏体和残留奥氏体,热处理后基体组织为回火索氏体;当Cr含量达到14%,硬质相(Fe,Cr)23(B,C)6高温下稳定;Cr含量对堆焊合金热处理后磨损性能有很大影响,含12%Cr堆焊合金的相对耐磨性由焊态的10.65下降到2.08,耐磨性只有焊态的19.5%,而16%Cr的堆焊合金热处理后耐磨性为9.08,具有良好的耐磨性能。     

不同基体炭结构的C/C复合材料摩擦表面特性和摩擦磨损机理

与表面镀Cr的40Cr钢配副进行滑动摩擦实验后,在JSM 6360LV扫描电镜上观察6种具有不同基体炭结构的C/C复合材料的磨损表面形貌。结果表明:完全光滑层(SL)炭结构的C/C复合材料摩擦表面在任何载荷下均难以形成完整的磨屑膜;完全粗糙层(RL)炭结构、粗糙层/树脂炭(RL/RC)的材料摩擦表面在低载荷时能形成较厚的磨屑膜,在高载荷时表面摩擦膜均很薄;完全RC结构试样摩擦表面在低载荷时完整、致密,在高载荷时有显著的磨屑膜剥落;RL/SL/RC、SL/RC结构试样在低载荷时的表面摩擦膜薄,而高载荷时,RL/SL/RC材料的基体炭磨损比SL/RC的严重;RL/SL或SL炭在摩擦中的损伤呈现阶梯状磨损形貌,RL炭在摩擦后难以分辨出原始形貌,RC炭在部分摩擦表面则为条纹状磨损形貌;RL/SL/RC、SL/RC结构的C/C复合材料摩擦形貌的稳定性高,材料耐磨性好,在一定载荷范围内有利于降低材料的摩擦因数和体积磨损。     

热处理对含镍低铬铸铁组织及性能的影响

采用淬火+回火对不同镍含量的低铬铸铁进行处理,测定了其硬度和韧性,利用MCF-30型冲蚀磨损试验机对镍铬铸铁进行冲蚀磨损试验,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、XRD对其组织和冲蚀形貌进行表征,分析了淬火温度及镍含量对其组织和性能的影响。结果表明,含镍低铬铸铁热处理后,铸态组织中网状共晶碳化物断网,呈半连续网状分布在珠光体基体上,二次碳化物溶解于基体中;Cr与Fe、C结合形成(Fe,Cr)3C型合金碳化物,起抗磨骨架作用;Ni固溶于铁素体中,提高基体耐蚀性,并降低碳原子扩散激活能,影响热处理后组织形态及性能;经960℃风淬+250℃回火处理,含Ni 0.9%的低铬铸铁的硬度和韧性达到峰值,抗冲蚀磨损性相对较好。     

ZGCr28铸钢组织和性能研究

研究了ZGCr28高铬铸钢的铸态、不同温度正火和不同温度回火热处理的组织和性能。结果表明,ZGCr28铸态硬度较低,正火加热温度为1 040℃时空冷铸件具有较高的硬度,100~200℃回火高铬铸钢具有良好的韧性,铸态和热处理后的组织为铁素体、(Fe.Cr)23C6碳化物和少量的残余奥氏体。提出了ZGCr28高铬铸钢的最佳热处理工艺。     

开箱时间及热处理对Cr28铸铁组织和性能的影响

研究了浇注后不同开箱时间及热处理对Cr28铸铁组织和性能的影响。结果表明，随着浇注后在砂型中冷却时间的延长，Cr28铸铁的硬度和冲击韧度降低，铸件在铸型中冷却3h开箱空冷，硬度（HRC）可达58，冲击韧度a。可达4．5J·cm^-2。铸态Cr28铸铁的组织由马氏体、不同形状的M7C3型碳化物及残余奥氏体组成。1040℃正火＋100℃回火热处理可以提高铸件的硬度，HRC可达60。     

Cr含量对铬硅锰合金耐磨铸铁性能的影响

以铸态的低Cr量的铬硅锰合金耐磨铸铁为对比材料,考察了不同Cr含量的铬硅锰合金耐磨铸铁及其热处理后的材料的抗冲蚀磨损性能,并对试验材料的冲击断口形貌和抗冲蚀磨损失效机理进行了分析.结果表明:在相同的冲蚀磨损条件下,铬质量分数为0.70%的铸态材料以及碳化物含量为16%～20%的材料的耐磨性能较好,并具有良好的综合力学性能;磨球的耐磨性与碳化物的含量有很大关系,较多的碳化物含量以及较为分散的分布,对耐磨性的提高是有利的.磨球的冲击韧度主要受碳化物分布的影响,碳化物分布越分散,磨球的冲击韧度越大.     

高钒高速钢的冲击磨料磨损性能试验

以高铬铸铁(Cr26及高锰钢Mn13Cr2为对比材料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了高钒高速钢以鹅卵石为磨料时的冲击磨料磨损性能.结果表明,冲击功为0.5J时,高钒高速钢(V10)的耐磨性是高铬铸铁(Cr26)的2.1倍,是高锰钢(Mn13Cr2)的2.8倍.随13着冲击功的增大,高钒高速钢(V10)的耐磨性大幅下降,但其耐磨性仍高于高铬铸铁(Cr26)和高锰钢(Mn13Cr2).     

WC颗粒增强Cr系白口铸铁复合材料的三体磨损性能的研究

系统研究了在三体磨损条件下,WC颗粒增强Cr系白口铸铁表层复合材料的抗磨损性能,并与相应的Cr系白口铸铁的抗磨损性能进行了比较.结果表明,铸态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性有所增强;Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.39,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到了6以上.硬化态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性略有增强;Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.29,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到5以上.可见,为了提高Cr系白口铸铁材料表层的耐磨性能,采用制备WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的途径十分有效.     

Fe－B－C合金冲击磨料磨损性能及磨损机制的研究

以高铬铸铁为对比材料,采用MLD-10型冲击磨料磨损试验机,研究了Fe—B—C合金冲击磨料磨损性能：借助子扫描电镜,探讨了Fe—B—C合金的磨损机制。结果表明：Fe—B—C合金的硬度和冲击韧度与高铬铸铁相当,耐磨性能达到高铬铸铁水平,具有良好的性价比;Fe—B—C合金的磨损机制是以微观切削为主,同时存在微观断裂和微观犁沟的混合磨损。     

热处理工艺对高铬白口铸铁滑动磨损的影响

分析了高铬白口铸铁的滑动磨损机制,研究了不同热处理工艺对材料的抗磨损性能的影响.实验结果表明,高铬白口铸铁的滑动磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损的复合形式;在进行脱稳处理时,适度延长保温时间,使二次析出的碳化物团聚长大,有助于材料耐磨性能的提高.     

高铬白口铸铁耐磨性和显微组织的关系

研究了高铬白口铸铁亚临界热处理后耐磨性和显微组织的关系。结果表明，高铬铸铁在亚临界热处理过程中C和Cr以M23C6型二次碳化物的形式析出，导致奥氏体Ms点升高，使其在冷却时发生马氏体转变。马氏体的高硬度改善了合金耐磨性。合金耐磨性和合金组织中残留奥氏体含量具有相互对应关系，本试验中此含量为10％左右。当残留奥氏体含量低于10％时，由于（Fe，Cr）23C6发生向M3C型碳化物的原位转变，相应的组织转变为珠光体，导致耐磨性急剧下降。     

钒钛硼变质高铬铸铁的研究

采用V、Ti、B变质处理26Cr高铬铸铁,研究了细化晶粒,改善共晶碳化物形貌与分布,以及获得高含铬量马氏体基体的热处理方法。该方法显著提高了26Cr高铬铸铁的抗冲击和抗腐蚀磨损能力。     

WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料抗磨损性能的研究

本文研究了在三体磨损条件下,WC颗粒增强Cr系白口铸铁表层复合材料的三体磨损性能;并与相应的Cr系白口铸铁的三体磨损性能进行了比较.结果表明,铸态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性有所增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.39,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到了6以上;硬化态去应力处理时,Cr系白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性略有增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.29,而复合材料相对于基体材料的耐磨性提高到5以上.可见,为了提高Cr系白口铸铁材料表层的耐磨性能,采用WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的途径十分有效.     

热处理对高铬铸钢组织和性能的影响

采用金相显微镜和扫描电镜分析热处理对高铬铸铁的微观组织的影响,通过硬度测试和耐磨性测试研究热处理对高铬铸铁的力学性能影响。结果表明:当固溶处理温度在920℃以下时,淬火+回火后的组织为铸态组织;当固溶处理温度920℃及以上时,淬火+回火后铸态组织消失,出现淬火组织;随着固溶处理温度的升高,高铬铸铁硬度与耐磨性先升高后下降,在870℃时硬度达到最大值,耐磨性能最优;深冷处理不能提升铸态组织高铬铸铁的耐磨性,但可以提升淬火组织高铬铸铁的耐磨性。     

钨对淬火回火高铬铸铁冲击性能和耐磨性的影响

通过冲击试验和磨损试验,研究了钨含量对淬火回火高铬铸铁性能的影响。结果表明,热处理对钨元素的分布影响不大,钨在基体和碳化物中均匀分布。随钨含量增加,淬火回火高铬铸铁硬度增加,冲击韧度和耐磨性先升高后降低。高铬钨铸铁硬度为62～65 HRC,冲击韧度为6～8 J/cm2,一定量钨的加入能显著提高高铬铸铁的耐磨性。     

Si对低铬白口铸铁在含Cu2+离子介质中腐蚀磨损特性的影响

采用三体腐蚀磨损试验方法研究了硅对低铬白口铸铁在含铜离子浆料介质中的腐蚀磨损耐磨性的影响。结果表明，当浆料介质中铜离子浓度增加时，低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性降低。而增加含硅量后的低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性将比普通白口铸铁的高。磨损表面形貌分析表明，普通低铬白口铸铁的磨损机制为磨料磨损和介质腐蚀，而硅量增加的低铬白口铸铁的磨损机制则以磨料磨损为主，伴随着腐蚀作用。