泥浆泵用高铬铸铁泵胆组织与冲蚀磨损性能研究

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1、对铸态试样进行金相组织观察。其结果如图l所示，组织为奥氏体基体十M7c3型碳化物。对铸态试样进行硬度测试，测试结果见表2。可以看到，基体硬度较低，可以证明基体为奥氏体。图1铸态试样的金相组织照片表2锌态试验的硬度测试结果2热处理热处理试验方案为：将试样分为六组，分别在920℃、980℃、1040℃、1080℃、1120℃1160℃加热，保温lh，出炉空冷。对热处理态试样进行金相组织观察，结果如图2所示。lbl98n℃(d¨080℃圈2试样在不同温度空柠后的盘相组织115fnll60℃从图2可观察到，在920℃、980℃、1040℃

2、、1080℃、1120℃这五个温度的热处理后组织均为马氏体+M7C3型碳化物+奥氏体，在这五个温度下组织的主要区别为马氏体量和基体中残余奥氏体的量有所不同，而M7c3型共晶碳化物的形貌在不同温度的热处理后形貌变化不大[41。在1160℃时试样中已经没有马氏体的存在，基体为奥氏体组织。主要是因为为热处理保温温度过高，使得合金元素在保温期间进一步溶入奥氏体基体中，使得奥氏体基体中合金含量较高，降低了马氏体开始转变温度(Ms点)，所以在空淬后基体组织中基本没有马氏体组织，均为奥氏体组织拉J。并且，在980℃热处理后基体中析出的二次碳化物

3、数量较多。图3和图4分别为试样在不同热处理温度下的基体显微硬度图和宏观硬度图。从图3可以看出，试样在920℃、980℃、1040℃、1080℃、1120℃这五个温度热处理后基体组织显微硬度均较高，这可以说明其基体为马氏体。而在1160℃时基体显微硬度显著下降，说明此时基体为奥氏体组织。从图4可以看出，随着马氏体基体转变为奥氏体基体，宏观硬度也在不断降低。硬度呈现先升高后降低的变化趋势是因为在较低温度下淬火，则主要为二次碳化物的析出过程，奥氏体中的碳元素和合金元素会逐渐析出，冷却后得到的马氏体基体中碳含量也就较低，所以在热处理后材料

4、的硬度偏低；而在较高温度下淬火时，则主要是二次碳化物的溶入过程，奥氏体中碳及合金元素会逐渐增多，冷却后得到马氏体组织粗大以及大量的残余奥氏体，故淬火后硬度也会降低；在最佳淬火温度下淬火，冷却后二次碳化物的数量最为适合，既保证了马氏体中有相当的碳元素和合金元素，又不会产生大量的残余奥氏体。并且，在980℃热处理后试样的基体显微硬度和宏观硬度均较高【6J。60星王譬50霞悄9209801040108011201{∞莓处理渥度，℃图3试样在不同温度热处理后基体显微硬度图4试样经不同温度热处理后的宏观硬度从上述的金相组织分析和硬度测试分析

5、中可以看到，980℃热处理后试样的组织和硬度值均较理想，所以在后续研究材料耐磨性能时，选取经980℃热处理的自行浇铸试样进行冲蚀磨损试验。3冲蚀磨损试验冲蚀磨损试验采用仪器为MF一20液固双向流冲蚀腐蚀磨损试验机。浆料在试验仓内旋转，与安装在仓壁的试样发生冲蚀磨损。浆料配比为：20L去离子水+5砖石英砂+7259氯化钠。试样尺寸为①20mm×30mm的圆柱，竖切～个截面为10mmx30mm的矩形面。冲蚀试验温度为20～50℃，试验时问为10小时。冲蚀角度分别为0。、450和60。，冲蚀速度分别为5州s、10耐s和15In／s。3．

6、10。冲蚀角时试验结果及分析图5为O。冲蚀角时不同冲蚀速度与磨损率的关系，可以看出，随着冲蚀速度的增加，冲蚀率不断增加。这是由于粒子速度增大，其动能相应增加，导致材料的冲蚀加剧。图6为冲蚀角度为00时，试样的磨损形貌图。从图中可以看到，0。冲蚀角时主要磨损机制为显微切削和犁削。在切削过程中，磨粒尖端切削基体表面，在速度较低时，粒子的动能较低，此时切削作用力较低，所以会形成少量的切削痕迹。而当材料受切削变形应变量较大时，基体大部分被一次去除而形成磨屑，形成了显微切削痕迹。试样表面显著的犁削痕迹是由基体被石英砂冲刷后向两边堆积所造成的

7、，当切削角度较低时，容易造成长程的切削变形痕迹。所以，随着冲蚀速度的增大，冲蚀作用力在不断增强，材料受到的切削和犁削作用也在增大，从而造成数量更多程度更大的显微切削和犁削磨损。116呦啪m瑚咖渤锄伽目60。冲蚀角时崩损彤虢冲蚀建度分别为5H嘲a】．也1、lO叫s啦l，b2)和15m^(c1，c2)在0。冲蚀角时磨损率都报低。这主要是由于M，c，型碳化物的显微硬度(I300，1800Hv)要比石英砂的显微硬度(100¨1200HV)高．在受到冲蚀磨损作用时，碳化物能够有效的抵抗浆料的磨损“o。这一点从图6的c1可以明显的看到．在材料

8、表面碳化物突出于基体试样，起到了良好的保护基体作用。3．245。冲蚀角时试验结果及分析从图7可以看到，同o。冲蚀角一样，随着冲蚀速度的增加，试样的失重也在不断增加。并且，相较于O。冲蚀角时，红45。冲蚀角时材料的磨损率有显著的升高。图8为45。冲蚀