新型高温冲蚀磨损测试装置及方法的研究

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1、摘要摘要冲蚀磨损是材料破坏的主要磨损形式之一，约占工业生产中磨损破坏总数的8％，而高温冲蚀磨损尤为严重。近年来采用热喷涂涂层防护是一个研究热点，但是所应用的耐高温磨蚀涂层的性能不够理想，涂层性能的提高需要借助于更先进、更科学的高温冲蚀磨损测试装置和方法，但是当前适合涂层耐高温冲蚀磨损的装置和方法尚不完善，因此研究新型的用于测试涂层高温冲蚀磨损性能的装置和方法具有重要意义。本文设计并制造了一种新型高温冲蚀磨损测试装置；研究了冲蚀距离、测试温度、冲蚀速度、冲蚀角度和测试时间对材料冲蚀磨损的影响；利用此装置评价了3种试验涂层的耐高温冲蚀磨损性能：设计

2、了A系列Fe．Cr-Mo．C．B非晶合金涂层和B系列Fe．Cr-Ni．C．B铁基陶瓷复合涂层的两种系列的涂层，并分析了涂层的耐高温磨损性能。结果表明，自行研制的新型高温冲蚀磨损测试装置设计合理，结构简单，操作方便，性能稳定，所测数据准确可靠，重现性良好，是一种评价材料耐高温冲蚀磨损性能的好方法。该装置的测试范围：温度O～1000℃，冲蚀速度O～100m／s、冲蚀角度0"--90。。冲蚀速度、冲蚀角度、测试温度和时间是影响冲蚀磨损的主要外在因素，应根据材料的实际应用工况来确定最佳的测试参数。推荐采用以下测试参数：磨粒16目的棕刚玉砂，流速3009

3、／min，测试温度650℃，冲蚀距离40mm，冲蚀速度80m／s，单次冲蚀时间5分钟，冲蚀角塑性材料30。、脆性材料90。。利用此装置对3种试验阶段涂层的高温冲蚀磨损性能进行研究，结果表明，在不同温度下涂层的耐冲蚀磨损性能有所不同；在同一温度，90。冲蚀角下涂层的耐冲蚀磨性能有明显差异，硬度较低的1。涂层的耐冲蚀磨性能最好；而硬度较高的3。涂层的耐冲蚀磨损性能最差。所设计的A系列涂层中随硅含量的增加、硼含量的减少，涂层中非晶含量先增加后减少。其中硅含量为6％、硼含量为12％的A3涂层的非晶含量最高，其硬度最高，耐磨损性也最好。B系列涂层中随硼和

4、碳含量的增加，涂层的硬度先增加后降低，当硼含量为5．6％、碳含量为1．5％时，涂层的耐磨性能最好。关键词高温冲蚀磨损；测试装置；测试方法；热喷涂涂层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