合金白口铸铁杂质泵叶轮的失效分析

本文对钨系及钨铬合金白口铸铁在金属杂质泵叶轮低应力冲蚀磨料磨损条件下的失效进行了试验研究。试验结果表明,金属杂质泵叶轮低应力冲蚀磨料磨损是磨料磨损、腐蚀磨损和气蚀磨损综合进行的过程,是仍以磨粒的机械切削为主,而腐蚀磨损占有相当的比重,並兼有气蚀破坏。三者之间是相互联系、相互促进的,腐蚀磨损加剧了磨料磨损,而磨料磨损促进腐蚀磨损,磨料磨损与腐蚀磨损诱导了气蚀磨损的形成和发展,而气蚀破坏又促进了磨料磨损和腐蚀磨损。     

钨铬合金白口铸铁151型中速磨煤机辊套的研制

本文对151型中速磨煤机辊套的工作条件和失效特点进行了分析,认为是以凿削为主的高应力碾碎磨料磨损。对钨铬合金白口铸铁的铸态组织、机械性能、抗磨性能和铸造性能进行了研究。试验结果表明:抗磨性能高,比原ZG50Mn辊套寿命提高4倍以上;工艺性能好,可在铸态下使用;材料立足国内资源,经济效益显著,耗钢量降低5倍以上。     

热处理对高铬铸铁磨损特性的影响

高铬铸铁具有优良的耐磨性,主要是由于其基体为马氏体组织,碳化物类型为六方晶系的（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,碳化物呈六角棒状、针状、条状分布,显著地改善了材质的力学性能．煤粉对管道的磨损,属于软磨粒低应力的磨料磨损,这种高铬铸铁用于此工况下能发挥出其优良的性能．经金属Ｘ射线分析证明碳化物是（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,通过透射电镜分析,发现其基体组织为奥氏体、板条（位错）马氏体与孪晶马氏体．用电子探针对金相组织中的黑色区进行了分析,发现此处贫铬而易被腐蚀．通过磨损试验证明高铬铸铁耐磨性好,成本低,与稀土高铬镍氮相比,成本降低６０％,与钨铬合金相比,成本降低７０％．     

白口铸铁锻造强韧化的研究

为了改善白口铸铁的韧性和强度性能,对两种含碳量的白口铸铁进行了压力加工工艺的研究,並对其中一种白口铸铁在不同的锻缩率情况下观察金相组织的变化和测定机械性能,同时用扫描电镜分析试样的冲击断口形貌。文中有一系列的实验数据和金相照片。对试样还进行了高、中、低应力等不同条件下的耐磨性试验,结合对磨面磨痕的扫描电镜形貌分析,对磨料磨损机制提出了初步看法。本文的主要见解是:白口铸铁在高温奥氏体状态具有良好的变形能力,其压力加工性能与含碳量有关;压力加工后再经等温淬火可进一步发挥材料的潜力;过分强调硬度作为评定耐磨材料的标准是不恰当的,工况条件不同,同样硬度的材料反映出不同的耐磨性,在高应力情况下,提高材料硬度是有利的,而在中、低应力情况下,硬度和韧性必须适当配合。     

激冷铸铁摩擦磨损性能的研究

在室温、载荷及连续润滑条件下,用可锻铸铁、耐磨铸铁、球墨铸铁、激冷铸铁与45^#钢,激冷铸铁与耐磨铸铁,激冷铸铁与激冷铸铁对磨试验,研究了激冷铸铁的摩擦磨损性能,结果表明,激冷铸铁的摩擦系数与磨损量均小于可锻铸铁与耐磨铸铁,其摩擦系数波动在0．07－0．12之间,属边界润滑或混合润滑、磨损属磨料磨损和分层磨损,在磨料磨损中,二体磨料磨损,软材料的磨损量大于硬材料;在三体磨料磨损中,硬材料的磨损量有时大软材料,激冷铸铁的磨损量随载荷加大、时间延长而增加,但有一个转折点,当载荷加到150kg时,耐磨铸铁履行过强裂磨损力,改善润滑条件,高速内燃机的凸轮轴就完全可用激冷铸铁制造。     

等离子喷涂参数对镍基合金涂层组织及冲蚀磨损性能的影响

采用SEM、XRD、LSCM和冲蚀磨损试验机研究了等离子喷涂参数(氢气流量HFR、喷涂电流I)对Ni60涂层组织与冲蚀磨损性能的影响。结果表明,Ni60涂层主要由γ-Ni、Ni3B、Cr2B、CrB、M7C3、M23C6相构成;增加HFR、I有利于减小涂层中层片厚度,增加涂层结晶度、平均晶粒尺寸、微观应变量及残余应力,提高涂层显微硬度及抗冲蚀磨损性能。但过大的HFR、I(15ft3/h、600A)导致涂层孔隙率增加,显微硬度及抗冲蚀磨损性能降低。等离子喷涂参数HFR=12.5ft3/h、I=500A时,在小角度冲蚀条件下,Ni60涂层具有更高的抗冲蚀磨损性能。     

提高低铬白口铸铁耐磨性的研究

低铬白口铸铁中 M_3C 型碳化物的硬度具有方向性,在碳化物纤维横截面上硬度为 HV1425,纵截面上硬度为 HV935.利用较简易的方法制得含2.5%C,3.7%Cr低铬铸铁定向凝固的三体磨损和冲击疲劳试样。试验结果表明,M_3C 型碳化物定向排列以后,不论在硬磨料(石英砂)还是在软磨料(玻璃砂)条件下,相对于砂型铸造试样耐磨性均有提高。碳化物定向排列后,对试样冲击疲劳性能没有影响。     

钻井泵缸套材料磨料—腐蚀磨损实验研究

在实验研究中使用电化学测试技术和磨损试验方法,实现了磨损与腐蚀率的同时测量,提出了一种研究磨料——腐蚀磨损的定量分析方法。大量的试验结果表明,在各种介质中,磨损与腐蚀都存在不同程度的相互作用,材料的总磨损量不只是其二者的线性迭加,而产生了一增量:石油钻井泥浆介质的增量达材料磨料——腐蚀磨损总量的20％左右,碱性介质5％左右,盐性介质12％左右,而在PH5以下的酸性介质竟达80％左右,此时高铬铸铁耐磨性也不能满足钻井工况(H_2S地层),故研制陶瓷缸套是有现实意义的。     

镍奥氏体铸铁的制备及磨粒磨损性能

针对高镍奥氏体铸铁成本居高不下的特点,通过加入价格低廉的Mn代替部分昂贵的Ni,并调整Cu、Cr、Si等元素含量,制备低镍奥氏体铸铁,并进行磨粒磨损试验对比研究。结果表明:所制备的低镍铸铁可使基体达到几乎完全的奥氏体组织,且石墨形态和高镍铸铁相近;镍铸铁的力学性能及组织结构成分对材料的耐磨粒磨损性能均有影响,其中硬度和强度越高的镍铸铁,其磨损性能越好;所制备的低镍片状石墨铸铁的耐磨损性能均接近或高于高镍铸铁。     

一种适合硬膜抗磨粒磨损性能试验方法的研究

提出了一种适合评估硬膜材料抗磨粒磨损性能试验的新方法 ,并研究了各种因素对硬膜抗磨粒磨损试验结果的影响。试验发现 ,硬膜的磨损量与磨损时间以及试棒转速成正比 ;当磨料粒度在一定的范围内变化时 ,磨损量与磨料的粒度成正比 ;当磨料的粒度超过某一临界尺寸后 ,磨损速度变化不大。在粒度为 1 80目时 ,磨损试验的效果最佳。在有饱和水溶液的磨料中 ,同时存在着磨料磨损和气蚀磨损两种磨损方式。     

冲蚀条件下等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下 ,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响 ,并在不同条件下与 2 0钢进行了对比试验 ,分析了等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理 ,提出等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性 ,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件     

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。     

白口铸铁砂蚀磨损性的对比研究

对比研究了普通白口铁、镍硬铸铁、高铬铸铁、硼白口铁的砂蚀磨损性,并从碳化物结构类型分析入手,探讨影响砂蚀磨损性的主要因素。试验结果表明:影响砂蚀磨损性的主要因素为电化学性能和硬度。     

脱稳—渗钒复合热处理方法提高高铬铸铁耐磨性的研究

研究了高络铸铁脱稳—渗钒复合热处理的工艺、组织及性能。通过粘着磨损及磨料磨损形式的耐磨性试验证明：高铬铸铁经脱稳—渗钒复合处理后，可使表面获得均匀的碳化钒层，具有比普通脱稳处理工艺高得多的抗磨能力。     

蠕墨铸铁磨损过程的初步分析

利用扫描电镜对磨损后的铸铁试样表面和侧表面进行观察,对蠕墨铸铁在润滑磨损和干磨损条件下的磨损过程进行综合分析,并与片状石墨铸铁和球墨铸铁进行对比。认为,铸铁组织中的石墨形态和基体组织抗塑性变形的能力对铸铁磨损过程的产生有重要的影响,并决定其耐磨性。试验结果表明:蠕墨铸铁抗起始塑性变形的能力大于片状石墨铸铁,而小于球墨铸铁,所以蠕墨铸铁的耐磨性高于灰口铸铁而低于球墨铸铁。     

磨矿介质磨损机制研究

根据实验室试验及现场工业性试验结果,探讨了选矿厂磨矿作业中磨矿介质的磨损特征,并比较了材质分别为碳钢、低铬铸铁和高铬铸铁的磨矿介质在冲击磨损条件下的抗磨能力及其磨损机制。提出了低铬铸铁是制造磨矿介质的良好材料。     

淹没磨料射流的岩石冲蚀实验研究

为了有效解决水下切割问题,并大大提高射流的切割能力,将淹没射流装置与磨料射流系统融合形成淹没磨料射流系统,采用高分辨率的数码摄像系统,研究了淹没磨料射流空泡云的形成;利用电子天平的精确测量系统,测试分析了淹没磨料射流对岩石的冲蚀性能.结果表明:淹没磨料射流在岩石冲蚀实验中,最优有效靶距直径比为4.28,最优冲蚀时间为1 min,较纯水空化射流工作效率提高3倍.随着泵压的增加,淹没磨料射流对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度增加;随着围压的增加,对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度减少.     

镍基合金喷熔层组织及其抗高温冲蚀性能的研究

用氧—乙炔火焰喷熔法制取镍基合金喷熔层,通过高温冲蚀模拟试验机对镍基合金喷熔层和其他表面强化层进行高温冲蚀磨损对比试验。结果表明:镍基介金喷溶层具有最佳的抗高温冲蚀性能,比20钢提高4～5倍,其冲蚀行为表现为塑性材料特征,最大冲蚀率攻角约为30°。     

水煤浆喷咀耐磨材料的试验研究

本文根据水煤浆喷咀的工作条件以及不同材料在冲蚀磨损时的行为,对硬质合金,陶瓷材料及超细晶粒硬质材料等进行了试验研究。实验室冲蚀磨损试验和现场运行试验结果表明:超细晶粒硬质材料具有良好的抗冲蚀磨损性能,并可预期热震性得到改善的高致密、高硬度陶瓷材料将是一种新型的优良的水煤浆喷咀材料。     

自结合碳化硅耐冲蚀磨损性能的研究

采用磨蚀减重法及显微结构分析等方法，研究了反应烧结碳化硅的抗冲蚀磨损性能。结果表明ＲＳＳＣ抵抗低角冲蚀性能优良，耐高角度冲蚀能力主要与晶粒间第二相有关，提出了ＲＳＳＣ耐磨材料的设计原则，将其用于工业实验，取得良好效果。