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·试验研究·碳化物在高铬铸铁高应力磨料磨损中的影响熊博文,张军,吴振卿(郑州大学材料工程学院,河南郑州450002 )摘要:对不同载荷作用下的高铬铸铁在耐磨实验机上进行了磨料磨损试验; 对在不同的碳化物对基体的保护作用与碳化物的剥离进行了相关的分析。
结果表明载荷在一定值以下磨损较为缓慢,当载荷超过一定值时,磨损急剧加剧,随着载荷的增加“尺寸较小”的碳化物首先剥离基体,当载荷继续增大时,“尺寸较大”的碳化物也剥离基体并有碎裂现象。
这要求高铬铸铁中的碳化物不仅要分布均匀,碳化物的尺寸也要合适。
关键词:高铬铸铁;高应力;磨料磨损;耐磨性中图分类号: TG14319 文献标识码: A 文章编号: 1004 - 6178 ( 2005) 06 - 0006 - 02Eff ec t of Ca rb i de on the H i gh S tre s s Gr i n d i n g A b ra s i on of H i gh C hrom ium Ca st IronX I O N G B o2w en, ZHAN G J u n, W U Zh e n 2q in g(M a teria l Eng i neering Co llege, Z h engzhou U n i versity, H e nan Z h engzhou 450002, C h i na )A b stra c t: The h ig h ch r om iu m wh ite ca st ir on wa s ca rried on wea r ab ra sion te st unde r d iffe ren t load s on the te sting m a ch i n e. The p r o tec t affec t ion of the d iffe ren t ca rb ide on m a trix and the ca rb ide su rface stripp ed wa s ana lyzed. It wa s shown tha t the wea ring wa s sl o w when the load wa s un de r a s p ec if ic va lue, bu t it grew fa st when the load is u p graded ove r a sp ec ific va lue. The s m a ll si z e ca r b i d e stripp ed fr om the su rface a t first when the load is u p graded, and the b ig size ca rb ide stripp ed and m a shed when the load kee p on i n2 c r ea s in g. It is dem a nded tha t the ca r b i de wa s d i stribu t ed we l l - p ropo r ti o na l ly and the size su i tab le.Key word s: h i g h ch r o m iu m wh i te ca s t iron, h i g h stre s s, ab r a s i o n wea r , wea r2re s istan t高铬铸铁作为一种优良的抗磨材料,近20年来已在国内外得到了广泛的应用。
TC4合金磨损-腐蚀特性试验及仿真TC4合金是一种广泛应用于航空航天、汽车工业以及医疗器械等领域的钛合金。
由于其优异的力学性能、高抗腐蚀性能以及良好的生物相容性，TC4合金备受研究者和工程师的关注。
然而，在实际应用过程中，TC4合金的磨损和腐蚀问题也备受关注，因为这会影响材料的使用寿命和性能。
因此，进行TC4合金磨损-腐蚀特性试验及仿真分析，对于了解和改善TC4合金的性能具有重要意义。
首先，磨损试验是评估材料耐磨性能的一种重要方法。
进行磨损试验可以模拟材料在实际工作环境中的磨损情况，并通过磨损量的测量来评估材料的耐磨性能。
在TC4合金磨损试验中，常用的方法包括滑动磨损试验和磨料磨损试验。
滑动磨损试验通常在实验室中进行，通过加载一定的载荷和施加滑动速度，使试样与磨损剂相互作用，从而模拟材料在滑动接触过程中的磨损情况。
而磨料磨损试验则是在试样上施加一定的载荷和磨料颗粒，通过磨料颗粒对试样的作用，破坏试样表面，从而评估材料的耐磨性能。
其次，腐蚀试验是评估材料抗腐蚀性能的一种常用方法。
根据TC4合金的特点，常见的腐蚀试验方法包括浸泡法、电化学法以及腐蚀磨损试验等。
浸泡法是将试样浸泡在特定的腐蚀介质中，通过观察试样在不同时间下的质量变化以及表面形貌的变化，评估材料的抗腐蚀性能。
电化学法则是利用电化学技术测量材料在特定电位下的腐蚀行为，比如通过测量材料的腐蚀电流和腐蚀电位来评估材料的抗腐蚀性能。
腐蚀磨损试验则结合了磨损和腐蚀两种因素，模拟材料在腐蚀环境中的磨损过程。
在进行TC4合金磨损-腐蚀特性试验时，同时进行相关的仿真分析也是非常重要的。
通过建立材料磨损和腐蚀的数学模型，可以预测材料在实际工作条件下的磨损和腐蚀行为。
这对于优化材料的设计和工艺具有重要意义。
目前，常用的仿真方法包括有限元分析和计算流体力学仿真等。
有限元分析可以通过建立材料的力学模型和磨损模型，来预测材料在受力状态下的磨损行为。
而计算流体力学仿真则可以模拟材料在腐蚀液中的流动过程，从而预测材料的腐蚀行为。
探究装备耐磨性能试验方法及评估指标装备的耐磨性能对于各行各业的生产与发展起着至关重要的作用。
耐磨性能试验方法及评估指标的研究对于提高装备制造质量、延长使用寿命具有重要意义。
本文将探究装备耐磨性能试验方法及评估指标的相关问题，希望能为相关行业提供参考与借鉴。
在探究装备耐磨性能的试验方法时，首先应该明确试验的目标和要求。
耐磨性能试验的目的是为了评估装备在摩擦、磨损条件下的性能，模拟实际使用环境下的耐磨程度。
因此，试验方法应能真实反映装备面临的磨损机理和磨损特点。
目前常用的试验方法有磨损试验、摩擦磨损试验和磨料磨损试验等。
磨损试验是评估装备耐磨性能最直接、最常用的方法之一。
常见的磨损试验方法包括滚筒磨损试验、平板磨损试验和磨料轮磨损试验等。
滚筒磨损试验适用于针对滑动磨损的装备进行评估，可以模拟实际使用条件下的滑动磨损情况。
平板磨损试验适用于研究摩擦磨损问题，可以模拟实际使用场景中的摩擦特点。
磨料轮磨损试验适用于模拟与磨料颗粒接触引起的磨损问题，适用于磨料涂层材料的耐磨性能评估。
除了磨损试验外，摩擦磨损试验也是评估装备耐磨性能的重要方法。
摩擦磨损试验分为滑动摩擦试验和滚动摩擦试验两种类型。
滑动摩擦试验适用于模拟实际使用场景中的滑动磨损问题，可以评估装备在摩擦条件下的性能表现。
滚动摩擦试验适用于模拟轮轴、齿轮等受到滚动磨损的装备，可以评估装备在滚动摩擦条件下的耐磨性能。
磨料磨损试验适用于研究装备的磨料颗粒磨损问题。
磨料磨损试验可以模拟实际使用环境中的磨料磨损情况，评估装备在磨料作用下的耐磨性能。
磨料磨损试验方法主要有微观切削试验和往复磨损试验等。
在评估装备的耐磨性能时，需要依据试验结果建立合理的评估指标。
常用的评估指标包括磨损量、磨损速率、磨损机理和磨损特性等。
磨损量是评估装备耐磨性能的重要指标之一，能够直观地反映装备材料的磨损程度。
磨损速率是指装备磨损量与试验时间的比值，能够评估装备在一定时间内的耐磨性能。
改性高锰钢ZGMn13Cr2组织及性能研究摘要：在传统高锰钢成分基础上添加铬钼等合金元素得到改性高锰钢zgmn13cr2，水韧处理后测定试验材料的力学性能和耐磨性能，分析磨损时间和冲击功对其加工硬化效果和耐磨性的影响。
结果表明，与zgmn13材料相比，改性高锰钢组织晶粒细小，硬度、韧性和耐磨性能明显提高。
静载荷固定磨料磨损条件下，随着磨损时间增加，合金化高锰钢的耐磨性是传统mn13的1.25倍以上；在2.0j的冲击功下，合金化高锰钢表现出较高的加工硬化效果，其抗冲击磨料磨损性能是传统高锰钢的1.4。
关键词：改性高锰钢组织力学性能冲击磨性中图分类号：tg142.72 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）007-009-031 前言高锰钢具有较高的耐磨性能和冲击韧性，因而被广泛应用于球磨机衬板等易损件。
高锰钢作为耐磨材料，在抵抗强冲击、大压力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面，其优异的耐磨性是其他材料所无法比拟的。
高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下，其表层迅速产生加工硬化，并有高密度位错和形变孪晶相继生成，从而产生高耐磨的表面层，而此时内层奥氏体仍保持着良好的韧性。
然而，随着现代工业的发展，普通高锰钢已经不能适应某些特殊工况条件的要求，需要进一步提高机械性能和耐磨性能，延长耐磨件的使用寿命。
试验表明，用合金化高锰钢制作的破碎机板锤、锤头、衬板和颚板等耐磨产品的使用寿命和抗磨损能力较普通高锰钢产品有很大的提高。
本文通过加入合金元素对奥氏体高锰钢进行合金化，研究了合金化高锰钢的显微组织、力学性能和耐磨性。
2 实验方法2.1 试样的制备熔炼采用500kg中频感应电炉，原料是废钢、生铁、高碳锰铁、铬铁、硅铁、钼铁、钛铁，用碳粉和硅钙粉作为还原剂，用铝终脱氧。
按照合金成分严格配料，以保证钢液质量，造型工艺为砂型铸造，浇注成标准铸钢楔形试块，高锰钢浇注温度不低于1500℃，改性高锰钢浇注温度1480-1500℃。
锰锰最重要的用途就是制造合金----锰钢锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。
然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。
高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。
另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。
现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁锰锰轨、桥梁等。
高锰钢高锰钢(high manganese steel)是指含锰量在10％以上的合金钢。
高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。
奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。
形变强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。
低冲击载荷时，可以达到HB300～400，高冲击载荷时，可以达到HB500～800。
随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10～20mm。
高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。
高锰钢在强冲击磨料磨损条件下，有优异的抗磨性能，故常用于矿山、建材、火电等机械设备中，制作耐磨件。
在低冲击工况条件下，因加工硬化效果不明显，高锰钢不能发挥材料的特性。
高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。
高锰钢的铸造性能较好。
钢的熔点低(约为14()()℃)，钢的液、固相线温度间隔较小，(约为50℃)，钢的导热性低，因此钢水流动性好，易于浇注成型。
高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1．5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹。
为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究，并在生产实践中得到应用。
介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高，可适用于高和中低冲击载荷的工况条件，这是高锰钢的新发展。
高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是0.75％－1.45％。
磨损实验一、实验目的1.了解M-2000型盘销式摩擦磨损试验机的构造及使用方法；2.初步掌握利用盘销式摩擦磨损试验方法进行磨损实验；3.初步了解对材料耐磨性的影响因素.二、实验设备MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机三、实验材料. 盘销式试样及夹具四.实验原理与方法试验机由三速电机通过一级齿形带轮直接带动上试样轴旋转，使装在上主轴上的上试样同步旋转，试验负荷通过1：10的杠杆加载块和下主轴，直接作用在两对磨试样上，两试样间便产生摩擦力，在摩擦力的作用下长时间对磨的两试样表面会有不同程度的磨损，通过测量其尺寸或质量上的变化情况，即可评估材料的耐磨性能。
五.实验前的准备工作1.安要求加工试样;2.根据转速要求更换带轮。
.六.实验步骤1.把销试样及盘试样分别通过试样夹具安装在试验机上下主轴上;2.调杠杆平衡；3.加载;4.启动电动机，选择速度,进行实验.5.实验结束,测磨损量，进行数据处理.七,实验报告思考题1.说明磨损试验的目的、意义。
答：目的：（1）进行材料性能评定（2）进行滑剂性能评定（3）进行摩擦磨损机理分析（4）进行基础研究意义：通过做磨损试验，可以评估材料的耐磨性能。
其次，利用做磨损试验，可以知道并了解每一种材料的耐磨系数，因此可以制定相应的热处理规范来改善材料的力学性能，从而使材料更加具有使用价值，且能使材料的寿命大大延长，节约工程成本。
2.简要说明M-2000型盘销式摩擦磨损试验机的构造及使用方法。
答：构造：M-2000型盘销式摩擦磨损试验机由三速电机通过一级齿形带轮直接带动上试样轴旋转，使装在上主轴上的上试件同步旋转，由于采用了同步齿形带传动，就不会由于试样间的摩擦力增大而皮带打滑同时噪音较低。
试验负荷由四等标准砝码通过1：10的杠杆加载块和下主轴，直接作用在试样和上，上试样是通过试样夹具联接在上主轴的下端面上，下试样是靠两个圆柱销固定下主轴的上端面上，这样由于上主轴的旋转，通过试样间的摩擦力而使下主轴随之旋转。
