材料冲蚀行为及机理研究

【摘要】： 固体粒子冲蚀磨损在一些工程应用中是导致材料失效的重要原因，如物料输送管道、煤液化／气化装置、热能装置、航空器喷气引擎、等。研究材料的冲蚀行为及机理，对合理选材，减少损耗，提高经济效益具有重要意义。 采用气流喷砂型实验装置测试了A_3钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢、高铬铸铁、聚四氟乙烯和刚玉五种工程材料的耐冲蚀性能。研究了冲蚀角度、冲击速度、磨粒尺寸、冲蚀时间等影响因素对材料的冲蚀率的影响。通过组织观察和磨损表面形貌观察，对材料的冲蚀机理进行了探讨。发现：①A_3钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢的耐冲蚀性能相似，都不太耐磨。高铬铸铁在低角冲蚀时有较高的耐冲蚀性，但高角冲蚀时由于脆性大，易崩裂。聚四氟乙烯因强度太低而磨损严重。刚玉的硬度很高，当结合致密时有很高的耐磨性。②决定材料抗低角冲蚀磨损性能的主要因素是硬度和强度，抗高角度冲蚀能力取决于材料的韧性，在实际应用中需要综合考虑这几个因素。 采用激光熔覆技术分别在45~#钢表面制备Ni基合金及Ni基合金／SiC涂层，研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和耐冲蚀性能，探讨了熔覆层的冲蚀磨损机理。研究发现：①熔覆层的耐冲蚀性能较A_3钢有显著提高。②熔覆层的最大冲蚀角为30°。③熔覆层在低角冲蚀情况下，以微切削为主，在高角冲蚀情况下，挤压成片机理居主导 浙江工业大学硕士学位论文 地位。