钴基沉没辊轴套材料组织性能与腐蚀磨损机理的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文钴基沉没辊轴套材料组织性能及腐蚀磨损机理的研究摘要本文针对热镀锌板生产中沉没辊轴套被锌液腐蚀严重的问题，对钴基的沉没辊轴套材料进行研究，并总结出硅元素对材料组织结构及性能的影响，为进一步研究和筛选优异材料提供一些基础。通过试验发现合金元素对钴基合金的组织性能有较大影响，尤其是硅元素虽然其含量不多但对材料的微观结构和腐蚀磨损性能影响较大。随着硅含量由1.2wt%增加到3.4wt%，合金由亚共晶结构转变为过共晶结构，先析出相由钴的固溶体变为Laves相。同时材料的耐腐蚀性也随着变化，尤其是过共晶中当硅含量从2.43wt%增加至3.4wt%，合金的耐熔锌腐蚀速率迅

2、速降低，材料的耐腐蚀性明显提高。同时随硅含量增加合金的表面硬度逐渐增加，抗弯强度逐渐下降。1.2wt%Si合金的抗弯强度最好，发生韧性断裂；3.4wt%Si合金的抗弯最差，发生以脆断为主的混合断裂。通过对钴基合金的微观分析，发现亚共晶和过共晶合金均由固溶体和Co3Mo2Si两相组成。只是固溶体结构不同，在亚共晶中为fcc结构而过共晶中为hcp结构。通过对合金腐蚀界显微分析发现过共晶中存在大量的脆硬的金属间化合物Co3Mo2Si，有效地抵制了锌液对合金的腐蚀，而耐腐蚀性较差的固溶体优先被腐蚀。当固溶体被腐蚀后生成的腐蚀产物产生楔入应力，使失去依托的Co3Mo2Si颗粒脱落，从而造成合

3、金的不断腐蚀。亚共晶中共晶比固溶体相对耐腐蚀性好。钴基合金在锌液中的腐蚀磨损是磨料磨损、塑性变形、脆性断裂及脱落多种磨损机理的混合交叉作用的结果，影响磨损失效的主要因素是材料本身的组织结构耐腐蚀性，力学性能及陶瓷结构等。关键词：热镀锌，组织结构，力学性能，腐蚀机理，腐蚀磨损机理i河北工业大学硕士学位论文RESEARCHONSTRUCTUREPROPERTYANDCORROSIVEWEARMECHENISMOFCO-BASEDIP-ROLLBUSHINGINHOT-DIPGALVANIZINGABSTRACTAccordingtotheproblemofthemoltenzinc-c

4、orrosiontodip-rollbushinginhot-dipgalvanizingindustry,theresearchonthedip-rollbushingmaterialsofCo-basealloysinthispaper.ThroughanalyzingeffectionsoftheelementSionthemicrostructureandproperty,theorybasisispreparedforfurtherresearchandselectedchampionmaterisl.It’sfoundthatalloyelementshavegreat

5、effectionontheCo-basealloys,especiallytheelementSi.ThoughSiisonlyaminorconstituentofthealloys,itinfluencethemicrostructure,mechanicalpropertiesandcorrosionresistanceofthematerials.WiththeadditionoftheSifrom1.2%to3.4wt%thealloytransferstohypereutecticfromhypoeutectic,theprimaryphasetransferstoL

6、avesphasefromthesolidsolution.AtthesametimethecorrosionresistancealsovaryastheamountofSiadding.ParticularlyastheadditionoftheSifrom2.43%to3.4%,thecorosionraterapidlyfalldown,thecorrosionresistanceofthematerialsincreasedgreatly.AstheadditionoftheSithemacrohardnessofthealloysgrow,butthebendingst

7、rengthgraduallyfalloff.1.2wt%Sialloyhasbestbendingstrengthandhappensductilerupture,while3.4wt%Sialloyhasworstbendingstrengtheasilyhappensmixedfailure.Thoughthemicro-analysisforCo-basealloy,it’sfoundthathypoeutecticandhypereutecticarecom