渣浆泵用WC/铁基表面复合材料的研究

针对承受严重冲蚀磨损的渣浆泵过流件，采用型负压铸渗工艺制备了WC／铸铁基表面复合材料，分析了复合层的微观组织，检测了复合材料的冲蚀磨损性能，并用于渣浆泵过流件受磨损面的局部复合，结果表明，WC／灰铸铁基表面复合材料具有良好的微观组织结构和优异的抗冲蚀磨损性能，抗冲蚀磨损性是Cr15Mo3高铬铸铁的2．7倍，砂芯负压铸渗工艺可进行大面积异型曲面的复合。     

不同实验参数下α-Al2O3陶瓷冲蚀磨损性能研究

以冲蚀磨损工况典型应用材料Cr15M03高铬铸铁为对比材料，研究了不同磨粒硬度、不同磨粒粒径、不同冲蚀角度（0°、30°、45°、60°和90°）对α-Al2O3结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响，分析了试验材料冲蚀磨损微观失效机制。结果表明：Cr15M03高铬铸铁冲蚀磨损体积均大于α-Al2O3陶瓷材料：随着Cr15Mo3高铬铸铁冲蚀磨损体积增加幅度最大：处于45°和60°，90°冲蚀角度时试验材料的冲蚀磨损体积损失最大：α-Al2O3陶瓷受冲蚀时切削磨损小，随着冲蚀角度增加，材料的耗能方式主要径向裂纹和横向裂纹的断裂表面能。     

不同实验参数下α-Al2O3陶瓷冲蚀磨损性能研究

以冲蚀磨损工况典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,研究了不同磨粒硬度、不同磨粒粒径、不同冲邋蚀角度(0°、30°、45°、60°和90°)对α-Al2O3结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损微观失效机制.结果表明:Crl5Mo3高铬铸铁冲蚀磨损体积均大于α-Al2O3陶瓷材料;随着Crl5Mo3高铬铸铁冲蚀磨损体积增加幅度最大;处于45°和60°,90°冲蚀角度时试验材料的冲蚀磨损体积损失最大;α-Al2O3陶瓷受冲蚀时切削磨损小,随着冲蚀角度增加,材料的耗能方式主要径向裂纹和横向裂纹的断裂表面能.     

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。     

不同磨粒对ZTA结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

针对液/固双相流冲蚀磨损工况,选用不同硬度的SiO2、Al2O3、SiC冲蚀磨粒,对ZTA(ZrO2增韧Al2O3)结构陶瓷和Cr15Mo3高铬铸铁进行了冲蚀磨损性能对比试验,并对试验材料磨损机理和微观失效表面形貌进行了分析和讨论.结果表明:对于同一种硬度的冲蚀磨粒,冲蚀磨损过程中Cr15Mo3高铬铸铁材料的冲蚀磨损多,ZTA陶瓷的冲蚀磨损少;冲蚀磨损过程中浆料固体颗粒硬度越高,试验材料的磨损越多,同时ZTA陶瓷抗冲蚀磨损性能越明显,对应于不同硬度的SiO2、Al2O3、SiC冲蚀磨粒,ZTA陶瓷抗冲蚀磨损性能分别为Cr15Mo3高铬铸铁的5.8、7.0和8.2倍;冲蚀磨损过程中Cr15Mo3材料失效有明显的方向性和腐蚀痕迹,材料的磨损以微切削、梨沟、冲蚀坑为主,"W"型失效形貌明显,材料组织中高硬度的碳化物有保护基体的作用,随着磨粒硬度的增加,材料表面切削、梨沟、冲蚀坑失效程度增加,ZTA陶瓷材料在冲蚀磨损后无明显的冲蚀方向性,材料磨损是晶界粘结相磨失、晶粒裸露为主,细小颗粒ZrO2的存在及增韧作用使陶瓷相中气孔数量少,并减少因疲劳裂纹扩展引起的材料破坏.     

提高高铬白口铸铁件性能的研究与生产实践

要提高高铬铸铁的韧性和抗冲击磨损能力，除改善共晶碳化物形态和分布外，更重要的是采用综合变质处理细化共晶碳化物，净化晶界，合理选择基体组织、化学成分和热处理工艺。共晶成分或稍微过共晶成分的高铬铸铁显示良好的抗冲击磨料磨损能力，而添加W、Nb等提高抗冲击磨损能力不明显。研究发现，不同C、Cr含量的3C-21Cr系高铬铸铁的最佳奥氏体化温度和最高峰值硬度不一样；回火温度接近或超过430℃对冲击磨损影响较明显，但对冲击韧度影响甚小。研制了3C-21Cr高铬铸铁与各种碳素钢、合金钢组成的双金属锤头，其使用寿命比3C-27Cr高铬铸铁与钢复合的锤头延长50％～60％。     

低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损机理

在自制的冲蚀腐蚀磨损实验装置上测定了低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损性能,并实时测定了冲蚀腐蚀磨损过程中低铬铸铁的极化曲线,分析了其冲蚀腐蚀磨损机理。结果表明,随着浆料pH值的增加,低铬铸铁的腐蚀磨损失重明显减小,pH 5以后,腐蚀磨损失重的减少变缓慢。在弱酸介质中以析氢腐蚀为主,伴有微弱的吸氧腐蚀。因而表现出在弱酸介质条件下的低铬铸铁的腐蚀磨损失重比中性和弱碱条件下要高。该低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损是电化学腐蚀与固体粒子冲击磨损交互作用的结果。     

铬对低碳高铬铸铁性能的影响

通过力学性能、疲劳磨损及腐蚀磨损性能测试以及金相组织观察,研究了铬含量对低碳高铬铸铁性能的影响.结果表明,随着含铬量的增加冲击韧度降低;硬度随着含铬量的增加,先上升,而后降低;疲劳磨损率在w(Cr)≤27.5%时较低;腐蚀磨损率在w(Cr)=17.5%～27.5%时较低;w(Cr)=17.5%时低碳高铬铸铁的综合性能最好.     

浮选机易损件橡胶产品代替铬合金铸铁产品的生产

本文介绍了橡胶产品的简单生产过程，并通过实际生产应用对比认为在矿浆冲蚀磨损工况条件下，用橡胶制造的浮选机易损件比铬合金铸铁制造的浮选机易损件具有更优良的抗冲蚀磨损性能及较长的使用寿命。     

Cr26高铬白口铸铁的研究与生产

为降低生产成本，开发了Cr26高铬白口铸铁用以代替KmTBCr15Mo作为双金属复合颚板的耐磨层材料。详细介绍了Cr26高铬白口铸铁各元素的作用、成分设计、熔炼工艺、热处理工艺、金相组织和硬度检查结果。实际使用表明，使用效果与KmTBCr15Mo相当。     

高铬铸铁的冲蚀磨损性能研究

利用自制射流式气固冲蚀磨损实验机研究了耐磨材料高铬铸铁的冲蚀磨损性能。对该材料的组织和冲蚀磨损后的形貌采用扫描电镜(SEM)进行表征。分析了冲蚀角、冲蚀时间和冲蚀石英砂粒径对其冲蚀磨损性能的影响,研究了该高铬铸铁的冲蚀磨损机理。结果表明:60°冲击角作用下,冲蚀磨损最严重。随着冲蚀磨损时间的延长,冲蚀粒径的增大,高铬铸铁的磨损均加剧。     

渣浆泵用Cr26型高铬铸铁护板的早期失效分析与对策

基于扫描电镜分析和Thermo-Calc软件的热力学平衡相计算,研究了Cr26型高铬铸铁渣浆泵护板的早期失效特征及原因,在此基础上提出了此类高铬铸铁护板的延寿措施及对策.结果表明,Cr26型高铬铸铁中过量的M7C3型碳化物所诱发的显微裂纹是导致渣浆泵护板过早失效的主要原因,其主要失效形式为表面剥落和冲蚀磨损.Thermo-Calc软件的热力学计算结果建议通过控制Cr26型高铬铸铁中碳含量来调整M7C3型碳化物数量并配备适当的热处理工艺是解决此类失效问题的有效措施.     

含碳化物等温淬火球墨铸铁的料浆冲蚀磨损特性

对不同等温淬火温度下获得的含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)在弱酸性(p H=4)料浆中的冲蚀磨损性能进行了研究,并与高铬铸铁和低铬铸铁进行了对比。结果表明,在实验温度内(210~300℃),随等温淬火温度升高,CADI相对耐磨性先降低后升高;CADI材料冲蚀磨损机理主要为冲蚀疲劳剥落;CADI材料在弱酸性(p H=4)料浆中的耐冲蚀磨损性能略优于高铬铸铁,并明显优于低铬铸铁。因此,CADI在弱酸性(p H=4)料浆中具有优良的耐冲蚀磨损性能。     

超高铬铸铁的显微组织和腐蚀磨损性能

采用扫描电镜、X射线衍射仪和腐蚀磨损试验机,对超高铬铸铁(铬含量约33%)的显微组织和腐蚀磨损性能进行研究。结果表明,超高铬铸铁中的碳化物类型为M7C3和M23C6,基体为马氏体和残余奥氏体。在磷酸介质条件下,超高铬铸铁的耐腐蚀磨损性明显优于普通Cr26高铬铸铁,其相对耐磨性为Cr26铸铁的1.8倍。     

中铬铸铁磨辊成分优化前后的组织与性能

对中铬铸铁复合磨辊的成分进行了优化,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和磨料磨损试验机等,研究了碳化物形态对中铬铸铁复合磨辊抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明,原材料中的碳化物以M_3C型为主,数量较多且较为粗大,交联成网状;在3万次冲击的高应力磨料磨损下失重率达4.81%,磨损机制主要是裂纹扩展造成材料的剥落,并伴随着一些凿削磨损和显微切削磨损。经过成分优化后,材料中的碳化物形貌以菊花状为主,在3万次冲击的高应力磨料磨损下失重率降低为1.36%,磨损机制以显微切削磨损为主。成分优化后的中铬铸铁复合磨辊的使用寿命显著提高,为发展经济实用的复合中铬铸铁磨辊奠定了良好的基础。     

伞帽用高铬铸铁在热强碱腐蚀环境下的磨损分析

针对氧化铝行业中常用的Cr28和Cr20高铬铸铁伞帽在相同工况条件下的磨损机理进行分析,并对比研究了实际生产中两种失效材料的成分、组织及性能。结果表明,伞帽部件在高温强碱腐蚀条件下受到外界冲刷时,磨损量由微切削磨损与变形磨损这两种机制共同决定。含铬量较高的Cr28高铬铸铁,其冲刷和抗腐蚀磨损性能均优于Cr20高铬铸铁。伞帽服役寿命主要受浆料和表层的铸铁材料两大因素影响。两种试验材料经淬火+回火处理后,基体组织中主要为回火马氏体+M₇C₃型碳化物+少量残留奥氏体,其中含铬量较高的Cr28高铬铸铁中共晶碳化物含量更高,且分布更加弥散,其平均硬度值为64.0 HRC,高于Cr20高铬铸铁的60.2 HRC。最终确定Cr28高铬铸铁作为伞帽材质更能满足氧化铝生产及设备检修周期的需要。     

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。     

淬火温度及保温时间对低碳高铬铸铁耐磨性能的影响

通过滑动和滚筒式磨损试验及金相组织观察，研究了淬火温度及保温时间对低碳高铬铸铁耐磨性能的影响。结果表明：低碳高铬铸铁选择在1050℃淬火，可获得比980℃淬火温度下更好的耐磨性能：随着高温保温时间的延长，低碳高铬铸铁的磨损率降低幅度较大，耐磨性能提高。     

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.     

大型泥泵壳组合抗磨镶衬

大型泥泵是绞吸式挖泥船的核心设备；泵壳磨损十分严重。本文从分析泵壳磨损状态着手，从我国实际情况出发，研究设计了组合式泵壳流道抗磨镶衬方法。采用多元素稀土高铬铸铁、样板刮板组合模造型法制造镶衬块，有效地提高了果壳的使用寿命，降低了成本。由于镶衬后保持了泵壳的流道线型，保证了泵的性能稳定。该方法为设计制造符合我国实际情况的优质新型泵提出了可行方案。