抗泥沙磨损复合管性能研究

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1、抗泥沙磨损（申请工学硕士学位论文）复合管性能研究抗泥沙磨损复合管性能研究许久培养单位：材料科学与工程学院专业名称：材料加工工程武研究生：许久汉理指导老师：杜学铭副教授工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目抗泥沙磨损复合管性能研究英文题目PerformanceResearchofSand-Wearing-ResistanceCompositeTube研究生姓名许久姓名杜学铭职称副教授学位硕士指导教师单位名称材料学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称材料加工工程论文提交日期20

2、14年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2014年6月答辩委员会主席胡建华评阅人胡建华李爱农2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有

3、关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据中文摘要随着疏浚工程的不断发展，输泥管

4、的使用量逐渐增加。挖泥船在挖泥过程中，普遍使用的泥浆输送管道为焊钢管或螺旋焊管，这类管道为单金属管，材质多为Q235B、Q345B、Q235A、10#钢、20#钢、16Mn、L245、L290、L360、X42-X70等钢种，由于其抗泥沙磨损性能差，所以存在容易失效与寿命较短的问题。通常一个壁厚为30mm厚的输泥管，只能使用不到一年的时间。因此在疏浚工程中，需要定期对输泥管道进行更换作业，这个过程工程量大且耗时多。为了降低输泥管的更换频率和工作量本文提出使用离心铸造得到的双金属复合管代替普通的单金属管，以提高输泥管的使

5、用寿命。管的外层即基层采用35#钢，作为承力部分，内层即耐磨层采用Cr26，起承担磨损的作用。根据内外两层材料的性质和复合管的尺寸，计算制定出铸型转速、浇注温度等离心铸造工艺。然后对铸造后得到的复合管进行一系列的热处理和耐磨性测试，研究不同的热处理工艺对复合管的硬度和耐磨性的影响。结果表明随着淬火保温时间在一定范围内的增加，复合管内层的硬度随之增加，其耐磨性呈现先上升后下降的趋势，在1040℃的淬火温度下，当保温时间为80min时复合管内层的耐磨性最好，相对耐磨性是16Mn的20倍左右，即其使用寿命是材质为16Mn的复

6、合管的20倍，这对复合管热处理工艺的选取有一定的指导意义。通过对复合管的金相观察，可以看出合金碳化物的生长形态是垂直于熔合线向内表面发展，使得碳化物的最硬的一面为工作面，大大提高了复合管的耐磨性。通过对复合管的界面进行电子探针分析，发现复合管内层与外层之间并没有发生合金元素的扩散。由于复合管的铸造受工艺条件的限制，通常长度比较短，在实际应用中，常常需要在施工现场，对一段段的复合管进行现场连接操作，所以复合管的焊接问题是输泥管生产运用中的一个重要环节。根据复合管双层材料的特性，制定出复合管与法兰的焊接工艺：焊接方法采用C

7、O_2分段焊，焊接电流选为140A并采用直流反接，焊接电压选为22V，焊接速度选为0.22m/min，CO_2气流速度选择为15L/min，最终实验结果表明工艺可行。关键词：复合管;高铬铸铁;耐磨性;泥沙磨损I万方数据AbstractWiththedevelopingofdredgingindustry,theusageofdredgingpipeshasbeenincreased.Solderingironpipesandhelicalweldpipehasbeenwidelyusedindredgingindust

8、ry.Thesekindsofpipesareusuallymonometal-madepipes,suchasQ235B、Q345B、Q235A、10#steel、20#steel、16Mn、L245、L290、L360、X42-X70,withweakabrasiveresistance,itiseasylytoloseeff