不锈钢材料高温冲蚀磨损性能与机理.pdfVIP

1 不锈钢材料高温冲蚀磨损性能与机理 陈川辉 ，李庆棠 ，张林进 。叶旭初 (南京工业大学材料化学工程国家重点实验室 材料科学与工程学院，江苏 南京 210009) [摘 要] 为弄清磨粒对工业设备常用材料304不锈钢的冲蚀磨损情况，采用 自行设计的气流喷砂式高温磨 损试验机 ，对其进行不同温度下的冲蚀磨损。分析 了温度、冲蚀角度 、磨粒粒径 以及磨粒速度对其冲蚀磨损率 的影响，并分析了其冲蚀磨损机理。结果表明：温度对冲蚀磨损率有显著影响，304不锈钢表面氧化膜在400oC 时抑制 了磨粒的冲蚀 ，高温下金属塑性升高降低 了高角度下磨料的冲击破碎作用，但低角度下抗微切削能力下 降；冲蚀磨损率随磨粒粒径的减小先增大后减小再增大，随磨粒速度增大而增大；磨粒对试样表面的低角度微 切削和高角度冲击破碎作用是材料冲蚀磨损的主要机理，304不锈钢表面的冲蚀磨损主要来源于微切削作用。 [关键词] 高温冲蚀 ；磨损 ；304不锈钢；机理 [中图分类号]TG172 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2012)07—0015一o4 0 Ijii 彳 光，采用丙酮超声清洗，干燥并称重。 1．1．2 试验设备 冲蚀磨损是工程材料破坏的主要形式之一，约 占 图1为 自制气流喷砂式高温冲蚀磨损试验机，其 磨损破坏的8％l1j。因此，国内外提出了多种冲蚀磨 稳定性达到了ASTMG76—07要求。 损物理模型和试验方法[2]，研制了各类冲蚀磨损试 验机…，许多研究成果 已经运用于生产 中，降低 了冲 蚀磨损对工程材料的破坏。近年来，国外对高温冲蚀 n¨热炉 磨损关注越来越多 ]，而我国在这方面的试验方法 热 电偶 和设备都没有形成统一标准，600℃以上的研究还较 …砂曲气孔 少 。实际生产 中，大量 的耐热钢都应 用于 600～ a)高温冲蚀试验机 1000oC、甚至1000℃以上，高温冲蚀磨损严重。为 此，本工作用 自行设计的气流喷砂式高温冲蚀磨损试 验机研究了工业生产设备常用材料 304不锈钢的冲 蚀磨损；讨论了温度、冲蚀角度、磨粒粒径以及磨粒速 度对其冲蚀磨损率的影响，并分析了其磨损机理。 l 试 验 忉1I 1 静l1I2 潞眯．浩 ：=j 馕 护 0l (11)蚁盘测速仪 1．1 冲蚀磨损 l冬】I ’『…一 验装 1．1．1 试材处理 冲蚀：压缩空气 由空压机提供，采用转子流量计 试材为 304不锈钢 ，尺寸为 50mm×50mm× 控制空气流量。所需磨料装入储料罐，采用球阀控制 4mm，化学成分 (质量分数)：≤0．080％ C，≤ 下落流量；磨料落入混合室后与气流混合，由气流携 1．000％ Si，≤2．000％ Mn，≤0．045％ P。≤0．030％ 带磨粒进．z,3n速管段，经加速后从耐高温、耐磨喷嘴 S，8．000～10．500％Ni，18．000—20．000％ Cr，余量