新型高溫沖蝕磨損測試裝置及方法的研究

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1、摘要摘要沖蝕磨損是材料破壞的主要磨損形式之一，約占工業(yè)生產(chǎn)中磨損破壞總數(shù)的8％，而高溫沖蝕磨損尤為嚴(yán)重。近年來采用熱噴涂涂層防護(hù)是一個研究熱點(diǎn)，但是所應(yīng)用的耐高溫磨蝕涂層的性能不夠理想，涂層性能的提高需要借助于更先進(jìn)、更科學(xué)的高溫沖蝕磨損測試裝置和方法，但是當(dāng)前適合涂層耐高溫沖蝕磨損的裝置和方法尚不完善，因此研究新型的用于測試涂層高溫沖蝕磨損性能的裝置和方法具有重要意義。本文設(shè)計并制造了一種新型高溫沖蝕磨損測試裝置；研究了沖蝕距離、測試溫度、沖蝕速度、沖蝕角度和測試時間對材料沖蝕磨損的影響；利用此裝置評價了3種試驗涂層的耐高溫沖蝕磨損性能：設(shè)計

2、了A系列Fe．Cr-Mo．C．B非晶合金涂層和B系列Fe．Cr-Ni．C．B鐵基陶瓷復(fù)合涂層的兩種系列的涂層，并分析了涂層的耐高溫磨損性能。結(jié)果表明，自行研制的新型高溫沖蝕磨損測試裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，性能穩(wěn)定，所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，重現(xiàn)性良好，是一種評價材料耐高溫沖蝕磨損性能的好方法。該裝置的測試范圍：溫度O～1000℃，沖蝕速度O～100m／s、沖蝕角度0"--90。。沖蝕速度、沖蝕角度、測試溫度和時間是影響沖蝕磨損的主要外在因素，應(yīng)根據(jù)材料的實(shí)際應(yīng)用工況來確定最佳的測試參數(shù)。推薦采用以下測試參數(shù)：磨粒16目的棕剛玉砂，流速3009

3、／min，測試溫度650℃，沖蝕距離40mm，沖蝕速度80m／s，單次沖蝕時間5分鐘，沖蝕角塑性材料30。、脆性材料90。。利用此裝置對3種試驗階段涂層的高溫沖蝕磨損性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在不同溫度下涂層的耐沖蝕磨損性能有所不同；在同一溫度，90。沖蝕角下涂層的耐沖蝕磨性能有明顯差異，硬度較低的1。涂層的耐沖蝕磨性能最好；而硬度較高的3。涂層的耐沖蝕磨損性能最差。所設(shè)計的A系列涂層中隨硅含量的增加、硼含量的減少，涂層中非晶含量先增加后減少。其中硅含量為6％、硼含量為12％的A3涂層的非晶含量最高，其硬度最高，耐磨損性也最好。B系列涂層中隨硼和

4、碳含量的增加，涂層的硬度先增加后降低，當(dāng)硼含量為5．6％、碳含量為1．5％時，涂層的耐磨性能最好。關(guān)鍵詞高溫沖蝕磨損；測試裝置；測試方法；熱噴涂涂層AbstractABSTRACTErosionisoneofthemostimportantwearformsandthepercentageoferosionis8％inthedestroyingofindustrywear．High-temperaturewearprotectionusedbythermalsprayisahottopicrecently．However,thecoatingw

5、ithhightemperaturewearresistanceisnotpracticalforusing．Improvingofthepropertiesofthecoatingsneedsmuchmoreadvancedandscientificexperimentalmeasurement．Butthereisnoreportthatmachineisfitfortestinghigh·temperaturewearresistanceofthermalsprayedcoating．Soitisimportantsignificance

6、tostudyanddevelopanewhigh-temperatureerosionmachine．Inthispapernew-stylehigh—temperatureerosionmachineWasdesignedandmanufactured．Theinfluenceoftestingtemperature，impactvelocity,impactangle，andtestingtimetoerosionwerestudied．High-temperatureerosionresistancesofthreetestcoatin

7、gsweremeasured．TwoseriesofAandBcoatingsweredesigned，AserieswasFe-Cr-Mo-C-BamorphouscoatingandBWasFe．Cr-Ni．C．Biron．baseceramicscoating，andtheirerosionresistanceswereresearched．Theresultsshowedthatnew-stylehigh-temperatureerosionmachinedesignedandmanufacturedbyselfwasreasonabl

8、edesign,simplestructure，convenientoperation,stableperformanceandthedatumobt