热轧高锰钢Mn13的冲滚磨料磨损性能

在M2000摩擦磨损试验机上,研究以煤矸石为磨料时热轧高锰钢Mn13冲滚耦合的磨料磨损性能,利用XRD和SEM分析其组织转变及磨损机制。实验结果表明,在较高冲滚载荷下,热轧Mn13钢表现出更好的抗冲滚磨料磨损性能;冲滚磨料磨损表面存在一定厚度的硬化层,且随冲滚载荷的增加,磨损面硬度增加,硬化层厚度增大,形变孪晶和马氏体相变是其加工硬化和耐磨损性能改善的主要原因;低载荷冲击时,磨损机制主要表现为凿削磨损并伴随犁沟切削磨损,较高载荷冲击时,磨损机制凿削磨损和犁沟划伤过渡到疲劳剥落和凿削磨损。     

奥氏体中锰钢的冲滚磨料磨损性能研究

为寻找一种中低冲击载荷下具有良好耐磨性能的奥氏体中锰钢,以提高刮板输送机中部槽的耐磨性能和使用寿命,选择热轧奥氏体中锰钢Mn8,利用M2000摩擦磨损试验机研究其冲击滚动磨料磨损性能;结合SEM、XRD和TEM等测试手段,分析Mn8钢的磨损和强化机制。研究表明:在相对较低的冲滚载荷下,Mn8钢就能形成一定厚度的硬化层,且硬化层的厚度和耐磨性随载荷的增大而增大,同时体积磨损率变低。Mn8钢的磨损机制为凿削、犁沟等塑性变形以及交变应力导致的疲劳脆性剥落;Mn8钢的加工硬化机制是产生了高密度的位错缠结塞积(位错胞、层错)、形变诱导马氏体以及形变孪晶,从而使其在磨损过程中得到强化。     

装载机用低合金耐磨钢磨料磨损性能研究

基于物理模拟研究方法,采用ML-100销-砂纸盘磨料磨损试验机研究3种装载机铲斗常用低合金耐磨钢抵抗磨料磨损性能的相对优劣,并采用光谱仪、万能试验机、冲击试验机、布氏硬度计、金相显微镜和扫描电子显微镜等试验分析了3种低合金耐磨钢NM400、NM400E、22SiMn2TiB的合金成分、金相组织、机械性能和磨料磨损试样表面形貌。磨料磨损试验中以Q345B作为标准试样。结果表明,NM400的相对耐磨性为1.22,NM400E的相对耐磨性为1.47,22SiMn2TiB的相对耐磨性最好,达到了1.52。通过试样磨损表面形貌分析磨损机理认为,低合金耐磨钢的硬度增加,使磨粒嵌入耐磨钢表面的深度变浅,减小犁削作用造成的材料损失,从而有效提升其耐磨性,硬度是决定磨料耐磨性能优劣的关键因子,试验中22SiMn2TiB的硬度最高,抵抗磨料磨损性能最好。通过优化合金成分提高强韧性开发的NM400E,在提升表面硬度的同时保证材料充分的韧性,能够减少磨损过程的犁脊被切断造成的材料损失。在低冲击的磨料磨损工况下,相对耐磨性较NM400有明显提高,并接近于22SiMn2TiB的水平。     

新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能

对自行研制的新型ADVANS 450W马氏体耐磨钢分别进行了(900,1 050,1 200)℃×0.5 h油淬+300℃×2 h空冷处理,然后在MLD-10型动载磨料磨损试验机上,在3.5 J冲击能量下分别进行了石英砂和棕刚玉磨料下的冲击磨料磨损试验,并与ZGMn13钢进行了对比;用X射线衍射仪测定了试验前后钢中残余奥氏体含量的变化,用扫描电镜分析了磨损机理。结果表明:在900℃奥氏体化淬回火得到的试验钢能够获得较高的硬度,强韧性匹配较理想,在不同类型磨料下其耐磨性都优于其它处理条件和ZGMn13钢的,磨损试验后磨损面硬度明显提高,且存在一定深度的塑性变形层,钢中的残余奥氏体转变为马氏体;在棕刚玉磨料下,磨损机理以显微切削为主,在石英砂磨料下,磨损机理以塑变疲劳为主。     

GCr15钢耐冲击磨料磨损性能试验研究

为探究GCr15钢作为耐磨材料在分体式捣镐上的运用，对GC，15钢进行了冲击磨料磨损试验研究。通过对比不同热处理工艺、不同磨损时间条件下GCr15钢的平均磨损失重来评价其耐磨性。通过分析磨损表面形貌来探讨其磨损的机理。研究结果表明，GCr15钢在850～860℃淬火，300～320℃回火2h的热处理工艺下具有一定的塑性以及良好的耐磨性，能够很好地满足分体式捣镐镐靴对材料性能的要求。     

爆炸硬化处理对高锰钢冲击磨损性能影响的研究

对Mn13Cr2高锰钢进行了爆炸硬化处理。并分别以玻璃砂、鹅卵石为磨料，在MLD．10动载磨料磨损试验机上对比研究了爆炸前、后Mn13Cr2高锰钢的冲击磨损性能。实验结果表明：在低硬度磨料（玻璃砂）冲击磨损时，爆炸硬化使高锰钢的冲击耐磨性提高20％-40％。在高硬度磨料（鹅卵石）冲击磨损时，在冲击功小于1．7J的条件下，爆炸硬化使高锰钢的冲击耐磨性提高30—50％。在冲击功大予1．7J的条件下，爆炸硬化则使高锰钢的冲击耐磨性降低。爆炸硬化使高锰钢表层硬化和冲击韧性降低是冲击耐磨性发生变化的主要原因。在冲击磨损条件下，爆炸硬化前、后高锰钢磨损面均出现磨料嵌入物及犁沟、凿削坑和剥落坑等形貌特征。爆炸硬化高锰钢适用予低硬度磨料的冲击磨损及高硬度磨料的低冲击功冲击磨损的工况条件。     

变质中锰耐磨钢的性能与应用

通过稀土、镁和钛对Mn6钢进行复合变质处理，使其铸态组织明显细化；利用铸造余热对变质Mn6钢铸件进行水韧处理，可简化铸件的生产工艺，降低生产成本；由此获得了具有优异耐磨性能的中锰铸钢，在低冲击功磨损条件下其耐磨性比普通Mn13钢提高80％。经过秦皇岛港务局大量应用，收到了显著的综合效益。     

WC颗粒增强铁基表面复合材料的三体磨料磨损性能研究

设计、制备了一台三体磨料磨损实验机，对该实验机进行了重现性实验。以高铬铸铁为标样，利用该磨损实验机分别考察了WC颗粒体积分数、载荷与表面复合材料相对耐磨性能之间的关系。实验结果表明：本实验机的测试性能是可靠的；复合材料的三体磨料磨损性能与高铬铸铁标样相比有较明显的提高，在同一载荷下．复合材料的相对耐磨性能随着WC颗粒体积分数的增大呈先升高后降低的变化规律，WC颗粒体积分数为27％的复合材料相对耐磨性最高，达到高铬铸铁的5．12倍；而对于同一种复合材料，随着载荷的增大，其相对耐磨性呈增加趋势，其中WC颗粒体积分数为27％的复合材料增加最为明显；复合材料的三体磨料磨损机理为WC对周围组织的屏蔽作用，失效方式为WC颗粒因疲劳而片状剥落。     

铸造复合变质及表面合金化中锰奥氏体钢的强韧化

通过铸造表面合金化和复合变质处理，使中锰奥氏体钢的强度、韧性和表面硬度显著提高。结果表明，复合变质剂使钢的力学性能σb,σs,αk,HV分别提高了45％、43％、263％和11％；氧化物总量从原来的0．035％降到0．007％，硫化物总量从原来的0．029％降到0．01％，夹杂物圆度从1．43变为1．04；NbN和Nb2C可作为奥氏体锰钢的异质结晶核心。经铸造表面合金化，钢的表面可形成厚度为7．2mm、硬度为HV897的高铬铸铁复合层。     

显微结构对Y-TZP/Al2O3复合陶瓷磨料磨损性能的影响

以不同Y2O3加入方式(如化学共沉淀和机械混合)制备的Al2O3增强Y-TZP陶瓷(AZD)为研究对象，研究了显微结构对陶瓷耐磨性的影响。结果表明：化学共沉淀法制备的CYADZ与机械混合的MYADZ的硬度和断裂韧性值相近：CYADZ结构均匀、品粒细小，而由于Y2O3的不均分布，MYADZ结构不均、晶粒相差较大。球磨磨料磨损后，CYADZ复合陶瓷较MYADZ复合陶瓷耐磨性好，宏观力学性能如硬度和断裂韧性对陶瓷材料耐磨性的影响应以显微结构为先决条件。     

磨料水射流加工去除模型研究

采用ANSYS Fluent对磨粒流场进行瞬态CFD仿真,得到射流过程中磨粒的分布和速度;并研究射流加工区磨粒运动机制,研究表明,新型后混合式磨料水射流加工中磨粒很容易穿过射流加工的静压区直接与工件发生作用进而去除材料。建立磨粒冲击塑性材料的冲击变形磨损模型,并结合Finnie塑性剪切磨损去除模型建立磨料水射流加工去除模型,模型表明,射流加工中心区域的材料去除量最高。根据新型后混合式磨料水射流系统进行塑性材料的磨料水射流加工试验,结果表明,射流加工中心区域材料去除最高,这是由于射流加工中心区域磨粒冲击角度较大、磨粒速度较高,材料以冲击变形磨损去除为主;远离射流冲击中心区域材料去除较低,材料以剪切磨损去除为主,与磨料水射流加工去除模型是完全一致的,证实磨料水射流加工去除模型的正确性。     

三体磨料磨损中磨料粒径分布测定试验研究

为探讨三体磨料磨损中磨料颗粒粒径的分布对材料磨损性能的影响，通过试验结合正态概率分布坐标分析的方法，比较准确地得到磨料粒径的分布情况。     

40Cr的冲蚀磨损性能研究

在自制的转盘式冲蚀磨损试验台上以45^#钢为对比材料,对40Cr的冲蚀磨损性能进行了试验研究,结果显示40Cr的冲蚀磨损规律与45^#钢基本相似,而耐冲蚀磨损性能比45^#钢稍强。在电子显微镜（SEM）下对40Cr和45^#钢冲蚀磨损表面形貌进行观察,分析表明：40Cr和45^#钢的冲蚀磨损机制都是硬质砂粒对材料表面的微切削作用。     

前混合式磨料射流喷嘴的磨损试验研究

在试验中利用水流量变化表示喷嘴磨损程度，研究了压力、磨料浓度对喷嘴磨损的影响，归纳了半经验公式。