钢的冲蚀磨损与机械性能的关系及其磨损机理的研究

本文研究了以棕刚玉及玻璃砂为磨粒的钢的冲蚀磨损与机械性能的关系及其磨损机制。结果表明在硬磨粒冲击下,钢的冲蚀磨损受断裂韧性影响较大。而当磨粒硬度接近或低于钢的硬度时,冲蚀磨损由钢的硬度所决定。在硬磨粒冲击下,除了常见的薄片、切削、犁沟等塑性变形机制外,韧性较低的钢会出现开裂机制而造成块状磨屑脱落。软磨粒要依靠多次冲击才能使材料以小片磨屑脱落,而且最大冲蚀率发生在90°冲击角。玻璃砂冲击时,在30°、90°会出现两个冲蚀磨损峰,这是由于玻璃砂在大角度冲击时溅射而产生二次磨损的结果。     

低角冲蚀磨损机理的研究

作者通过扫描电镜观察、磨屑分析、磨损面次表层硬度分析、增量冲蚀磨损法以及冲蚀磨损的准动态观察等多种分析方法对几种钢和纯金属在低角下的冲蚀磨损机理进行了深入的研究。结果发现:对于延性比较大的金属材料,磨损初期主要是发生塑性变形,形成压坑与变形唇,继之,度形唇被反复地前挤后压,终以小块剥落而磨损。延性比较小的材料则更多地产生微切削磨损。     

风沙环境下钢结构涂层的冲蚀摩擦学性能

针对内蒙古中西部地区钢结构体系表面涂层长期遭受风沙环境冲蚀的这一现状,采用气流挟沙喷射法,模拟风沙对钢结构涂层的冲蚀.研究了风沙冲蚀力学参数对钢结构涂层冲蚀率的影响;探讨了涂层冲蚀损伤的摩擦学机理;分析了钢结构涂层的冲击摩擦因数变化规律.结果表明:涂层的冲蚀率均随着冲蚀速度呈指数增长,速度指数n为2.39~2.43;在45°时涂层的冲蚀率最大,90°时涂层的冲蚀率最小,低冲角时的冲蚀率大于高冲角时;涂层的摩擦因数处于0.37~0.42,涂层磨损的Taber指数为81.9×10-3mg/r,涂层的耐磨性较差.涂层损伤的摩擦学机理是:低冲角时的微切削作用或高冲角时的挤压凿削作用造成涂层的损伤占主导,涂层表面微裂纹扩展交叉,以致断裂剥落,造成的损伤次之;涂层冲击摩擦因数离散性较大,且随角度增长呈降低趋势;冲击摩擦因数与冲蚀率随角度的变化并不一致.     

20g钢的冲蚀磨损性能的研究

采用气流喷砂型实验机,试验研究20g钢的冲蚀磨损性能。结果表明,20g钢是典型的金属塑性材料,其耐冲蚀磨损性能比较差。其冲蚀率峰值出现在30°附近(在本实验条件),其冲蚀磨损机理在攻角小于30°之前以切削模型为主,在攻角大于30°之后以局部塑性变形模型为主。其冲蚀磨损没有明显的孕育期,直接进入了持续期,冲蚀失重随冲击时间的增加而增加。冲击速度对20g钢的冲蚀磨损有很大的影响,其冲击速度与冲蚀率成指数关系,在本实验条件下,其指数为2.23。表明在高速时,20g钢的冲蚀磨损严重。     

高速电弧喷涂7Cr13涂层冲蚀磨损性能及其机理研究

采用高速电弧喷涂技术,在45钢表面制备了7Cr13涂层。利用气砂型冲蚀磨损试验机研究了涂层在不同温度和不同冲击角度下的冲蚀磨损性能,借助SEM、EDS和XRD分析了涂层的冲蚀磨损机理。结果表明,高速电弧喷涂7Cr13涂层的冲蚀磨损率随温度的升高而升高;在30℃时,冲蚀磨损率随冲击角度的增加而增加,而在450℃时,冲蚀磨损率则随冲击角度的增加而降低;且不同条件下的冲蚀磨损机理各不相同。     

离心机过流件常用材料的冲蚀磨损研究

利用喷砂机对离心机过流件常用的Q235A,Cr12Mov,ZG310-570和Q345A 进行冲蚀磨损试验,探讨它们的冲蚀磨损特性。结果表明：材料的硬度越高,其质量损失率越低,抗冲蚀磨损性能越强,4种材料的抗冲蚀磨损性能由高到低的顺序依次是Q345A,ZG310-570,Cr12Mov,Q235A;随着冲蚀角度的增大,质量损失率呈现先增大后减小的变化趋势,其中冲蚀角为30°时的质量损失率最大;在小角度冲蚀下,材料的磨损机理主要表现为微观切削,而大角度冲蚀下的磨损机理则主要表现为反复塑性变形导致的疲劳断裂。     

可调轴流式锅炉引风机动叶片磨损失效分析

通过理化分析和磨损形貌观察，探讨了火焰喷焊动叶片的磨损机理。结果表明，动叶片的磨损主要是低角度冲蚀磨损，碳化钨等金属化合物的磨损机理是疲劳脆断，镍基奥氏体的磨损机理是微切削，提出了从喷焊材料和工艺方面提高耐磨性的措施。     

省煤器管材料热冲蚀磨损的研究

利用自制热冲蚀磨损强化模拟试验装置,对制造省煤器管的20钢进行了热冲蚀磨损试验研究。结果表明:最大冲蚀率出现在20°攻角,而且材料的冲蚀率随气流速度增大,气流温度升高和气流中磨粒密度的增大而增加。扫描电镜观察表明,20钢的冲浊机制包括切削,犁削和冲击坑,其中低攻角时以前两者为主,高攻角时以后者为主。     

基于沙漠蜥蜴体表仿生凹坑形态的抗冲蚀磨损机理分析

根据生物进化的科学理论和逻辑,分析了沙漠蜥蜴抗风沙冲蚀磨损的进化策略选择,并提出了风是风沙冲蚀磨损的主要因素和研究风沙冲蚀的主要矛盾点.在仿沙漠蜥蜴体表形态提取的典型凹坑形态的基础上,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,分析了具有凹坑形态表面的空气流场形式,解释了仿生凹坑形态抗冲蚀磨损的机理,补充了沙漠蜥蜴抗风沙冲蚀的进化策略,为工程仿生设计提供了理论参考.     

燃煤发电厂省煤器管高温冲蚀磨损特性的研究

利用自制高温冲蚀磨损试验装置,对燃煤发电厂省煤器管道(20钢)进行高温冲蚀模拟试验,并对20钢室温冲蚀以及Ni-W合金刷镀层高温冲蚀作了对比试验。结果表明,局部塑性变形、疲劳剥落、犁削和切削作用是20钢管道高温冲蚀磨损的主要机理。Ni-W合金刷镀层脆性大,结合力不强,不能提高省煤器管道的使用寿命。