磨损

磨损(或磨损)可能是最容易识别的磨损形式。这是不言自明的,例如,硬粒子将柔软的表面,当他们被迫对抗,和相对移动,那些表面。不与固体颗粒侵蚀混淆,其中包括由gas-borne粒子表面的引人注目,磨损通常是相关的包装表面参与运动的粒子(土壤、砂岩石,等等),或者硬粒子被困在机器表面之间。前者通常被称为双体磨损或低应力磨损;后者被称为三体磨损或高应力磨损。高应力磨损通常被认为是更严重的,因为它能引起骨折的磨料粒子,从而确保锐利边缘的切割动作。

在金属材料领域,人们已经发现,合金的微观结构包含大量分数硬沉淀(碳化物)提供最高的抵抗双体(低压力)的磨损。因此,高铬熨斗、含有大量铬碳化物的沉淀,是很多土方工程应用的理想之选。更高的抗低应力磨损,混合物的钢和硬质合金共沉积粒子可用于焊接。在这种情况下,钢铁融化在焊弧,但硬质合金粒子传输完整的焊缝池焊接消耗品,随着他们成为锁在地方的钢。这些个所谓的复合材料通常含有碳化钨。

而高体积分数的碳化物或金属间化合物可能是有益的低压力耐磨性,是非常有害的延性。因此,它是常见的焊缝覆盖高铁铬和碳化钨复合材料的裂纹在冷却期间,或在影响服务。应对条件需要一点点的延性,因此,合金与温和沉淀内容是可用的。

铸造钴合金低应力水平不同的耐磨性是可用的,而且,与高铁铬、碳含量越高,越高一般是抵抗这种形式的磨损(对于铸件和焊缝覆盖)。在选择钴合金,然而,需要低压力耐磨性往往受到陪同需要耐腐蚀和无覆盖,这两个要求的碳含量最小化。

评估低压力耐磨材料在实验室里,描述的干砂/橡胶轮测试ASTM标准G 65通常是就业。测试程序涉及强迫一个示例对旋转,氯化丁基橡胶轮(直径229毫米),而喂养的沙一个定义良好的大小和形状(圆形的石英粒沙,212年到300年µm直径)轮/样品界面在指定的速度。橡胶轮的相关数据(2000转)几个锻造合金提出了下面的图表,以及钨铬钴合金6®焊缝金属的对应值。这些包括6 b,构图与钨铬钴合金6合金®相似,但展品更高的抗低应力磨损由于更有益的硬质合金结构。其他合金包括工具钢(d2),一个碳钢(1020),一个奥氏体不锈钢(316 l),两个低碳,钴基材料(HAYNES®25和ULTIMET®合金),和两个镍基材料(625和c - 276合金)。之间的性能差异合金6和6 b表示考虑替代产品形式的优点,在试图解决磨损问题。

低应力磨损数据

在低应力磨损条件下比较数据(ASTM G65、程序B)

*所有焊缝金属,采用TIG焊接过程(GTA) 2000转每分钟200转
负载:13.6公斤
进给速率:390克/分钟
三体(高压)磨损不仅是一种比双体磨蚀磨损更严重的形式很多,但也似乎同样损害软、硬金属材料,如下表所示。这些数据都使用ASTM B 611测试过程,生成涉及强迫一个示例对旋转,高强度钢轮(直径165毫米),而搅拌沙子/水泥浆(212年至300年的1500克µm圆形的石英颗粒沙940克水)通过桨两侧的钢轮,在一个封闭的房间。测试参数包括负载22.7公斤,每分钟245转的转速。测试结果与250钢轮的革命。

在高应力磨损条件下比较数据(ASTM B611)

很明显,材料的排名是相当不同的低收入和高压力的磨损。例如,两种材料的低应力磨损条件下表现得非常好(硬化d2的工具钢和合金6 b)在高应力条件下是平庸的。显然,在三体磨损性能与材料硬度无关,也不存在硬沉淀在金属材料的微观结构。

对电阻温度对磨损的影响,提供了三体条件下生成的数据Berns和费舍尔,1993,其工作涉及磨料粒子燧石,从63年到100年不等的µm,µm平均值为80。这些工人所使用的仪器有ring-on-disc配置,与外和内圈直径24.9毫米和18毫米,分别。阀瓣(直径30毫米,5毫米直径孔的中心)旋转在28 mm / s。测试负载仅限于0.82 MPa,磨料粒子可以插入,内流,接口。环和光盘是由测试合金,和重量的损失都用来确定一个无量纲的磨损率,通过考虑区域,表面密度,戴的路径长度。测试是由这些工人,在氩,在温度550°C到1050°C,并在室温下。

两种类型的金属材料被这些工人进行测试,具体材料,没有大(5到15µm)粒子在其微观结构。的一些结果与第二组(无沉淀或沉淀小于1µm大小)在下图绘制。首先考虑这些选中的室温结果(熟)材料,即ULTIMET®合金(低碳Co-Cr-Mo),镍铬钛合金®80(镍铬)、316 l(奥氏体不锈钢),和410年(马氏体不锈钢),这些表明合金之间确实存在显著差异,在三体磨损条件下。这与上面所示的高应力磨损结果,推断出许多性能金属材料在一个狭窄的乐队,在这种情况下。

温度对高应力磨损的影响

高压力和温度Ref。Berns &费舍尔

室温下磨损率差异的可能的解释是,测试负载不足导致大规模断裂弗林特的粒子,从而使pseudo-low应力磨损的磨损过程类别,而不是高应力分类通常与三体磨损。其他材料测试中有硬d2的工具钢和合金6(形式)。在室温下,这些材料的磨损率约为0.2和0.3,与0.45相比ULTIMET®合金。至少在排名方面,这些值关联的低应力磨损数据生成使用干沙/橡胶轮测试,具有讽刺意味的是,是一个三体系统用来模拟双体条件。

令人惊讶的是,所有的测试材料的磨损率Berns和费舍尔,1993在550°C明显低于室温。同时,似乎有一个临界温度,超过这个高水平的退化。总结了这些工人,磨损率的临界温度在很大程度上是由固溶体的强度和控制加工硬化率。临界温度被认为是温度

(由摩擦加热增强),动态再结晶的表面取代加工硬化。值得注意的是,钴合金表现出相对较低的磨损率,这是符合他们的优势和加工硬化率高的温度升高,并表现出相对较高的临界温度。

总之,两种类型的磨损已确定,虽然界定它们之间的线条有些模糊,而且可能依赖于研磨物种的确切性质和力量。在所谓的双体或低压力条件下,在温度接近环境,研磨颗粒基本上完好无损,可以乘坐硬微观结构露头(如碳化物),如果这些存在。因此,材料含有大量的硬显微结构的沉淀对这样的条件。表面穿过拥挤的研磨剂(如采矿和建筑行业常见的)产生这种形式的退化。在高温下,固溶体的强度和加工硬化特性(矩阵)对金属材料的耐磨性至关重要。

三体或高应力磨损与磨料粒子被困在相对运动表面之间。在温度接近环境,金属材料出现下降的窄频带内的性能,无论他们的显微组织和硬度。

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