新型矿山湿磨机衬板钢在不同介质和冲击功下的冲击腐蚀磨损性能

论文摘要

矿山湿磨机服役环境恶劣，对衬板材料的综合性能要求较高，传统衬板材料各有不足，使用寿命较短。针对这一问题，设计熔炼了一种新型CrNiMo低碳高合金衬板钢，并对其组织和性能作了系统分析。借助能谱分析，X射线衍射鉴定以及金相观察，发现CrNiMo低碳高合金钢经过适当热处理后组织为单相马氏体，测定其力学性能，数据显示材料的综合性能良好，硬度和韧性搭配适宜。通过静态腐蚀试验和电化学试验测定CrNiMo低碳高合金钢的耐腐蚀性能，结果表明：CrNiMo低碳高合金钢在酸性和中性介质均发生阳极钝化现象，材料在酸性介质中阴极反应为析氢反应，而中性介质中为吸氧反应，析氢反应速度快于吸氧反应。CrNiMo低碳高合金钢在碱性介质中腐蚀反应属于阴极和阳极混合控制类型，腐蚀速度适中。CrNiMo低碳高合金钢在中性介质中最稳定，在酸性介质中最易被腐蚀。利用MLD-10型动载磨粒磨损试验机测试了酸性介质中不同冲击功下CrNiMo低碳高合金钢的磨损性能。结果表明：冲击功大小对CrNiMo低碳高合金钢的磨损性能有重要影响，相同实验时间内材料的失重随冲击功的增大而增大。结合SEM和亚表层金相观察分析CrNiMo低碳高合金钢在不同冲击下的磨损机理，结果表明：材料在0.8J冲击功下的磨损机理主要是显微切削，兼有一定的多次塑变机制和轻微的腐蚀磨损；在1.5J冲击功下材料的磨损机理随实验时间的延长而有所变化，磨损前期为显微切削，磨损后期为低周疲劳断裂以及腐蚀磨损。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 矿山行业耐磨材料的发展
• 1.2.1 国际耐磨材料发展概况
• 1.2.2 我国耐磨材料发展概况
• 1.3 磨损机理的研究概况
• 1.3.1 冲击磨损
• 1.3.2 磨料磨损
• 1.3.3 腐蚀磨损
• 1.3.4 疲劳磨损
• 1.4 研究背景及研究意义
• 第二章 湿式球磨机衬板的磨损行为和新型衬板钢的设计思路
• 2.1 湿磨机内磨损运动状况
• 2.2 湿式球磨机衬板的磨损分析
• 2.3 新型衬板钢的设计思路
• 2.4 新型衬板钢的组织设计
• 2.5 新型衬板钢的成分设计
• 2.5.1 合金元素在钢中的作用
• 2.5.2 CrNiMo低碳高合金钢的成分范围
• 第三章 CrNiMo低碳高合金钢的生产工艺和常规性能
• 3.1 CrNiMo低碳高合金钢的生产工艺设计
• 3.1.1 熔炼及铸造工艺设计
• 3.1.2 CrNiMo低碳高合金钢成分
• 3.1.3 热处理工艺设计
• 3.2 CrNiMo低碳高合金钢的组织及性能测定
• 3.2.1 组织观察
• 3.2.2 硬度和冲击韧性测定
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 组织分析
• 3.3.2 组织硬度
• 3.3.3 冲击韧性
• 3.4 本章结论
• 第四章 介质对CrNiMo低碳高合金衬板钢腐蚀行为的影响
• 4.1 腐蚀概述
• 4.2 矿山湿磨环境下衬板钢的腐蚀环境
• 4.3 静态耐蚀性实验
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 实验结果
• 4.4 电化学实验
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.2 实验结果
• 4.5 腐蚀机理概述
• 4.5.1 阳极反应
• 4.5.2 阴极反应
• 4.5.3 极化曲线
• 4.6 CrNiMo低碳高合金钢在不同介质中的腐蚀机理
• 4.6.1 pH=3.5的稀硫酸中的腐蚀机理
• 4.6.2 pH=7.0的NaCl溶液中的腐蚀机理
• 4.6.3 pH=11的NaOH溶液中的腐蚀机理
• 4.7 本章结论
• 第五章 不同冲击功下CrNiMo低碳高合金钢冲击腐蚀磨损行为的研究
• 5.1 试验条件
• 5.1.1 冲击腐蚀磨损试验机
• 5.1.2 试验材料和磨料的制备
• 5.1.3 试验冲击功及矿浆的选择
• 5.2 试验方法
• 5.3 冲击腐蚀磨损性能结果
• 5.4 冲击腐蚀磨损机理
• 5.4.1 0.8J冲击功条件下CrNiMo低碳高合金钢的磨损机理
• 5.4.2 1.5J冲击功条件下CrNiMo低碳高合金钢的磨损机理
• 5.5 本章结论
• 第六章 全文结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文情况