由于環(huán)境介質(zhì)腐蝕和磨損的共同作用,泵和閥門密封圈、管道內(nèi)壁、部分軸套等不同腐蝕介質(zhì)的摩擦副經(jīng)常過(guò)早失效。金屬的腐蝕和磨損過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。一方面,由于腐蝕和磨損的交互作用,材料的損失顯著增加,另一方面,介質(zhì)的潤(rùn)滑和冷卻會(huì)降低磨損率。
H13鋼作為一種常見(jiàn)的熱模具鋼,具有高強(qiáng)度、硬度和延展性,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和磨損性,應(yīng)用廣泛。H13鋼的磨損研究主要集中在研究上H在不同環(huán)境介質(zhì)下,13鋼表面性能改善和環(huán)境溫度對(duì)其磨損的影響較少。本工作的研究H13鋼在不同介質(zhì)環(huán)境中的磨損行為,具有重要的學(xué)術(shù)意義和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
磨銷材料為H13鋼,尺寸為Φ5mm×22mm;其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%)C0.38,Cr5.15,Mo1.45,V0.90,余量Fe;加熱至1040℃保溫20min,油淬,200℃回火2h,回火馬氏體硬度為51~54HRC。磨盤材料為GCr15,尺寸為Φ34mm×10mm,加熱至840℃保溫20min,150℃回火1.5h,硬度為60~62HRC。
采用銷盤磨損試驗(yàn)機(jī)H空氣、蒸餾水、3.5%NaCl溶液、5.0%NaOH50~2500N、行程1800m,轉(zhuǎn)速0.75m/s)磨損試驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)量分別進(jìn)行,采用極化曲線繪制JSM-7001F型式掃描電鏡觀察磨損表面的形狀。試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)4種環(huán)境介質(zhì)對(duì)H13鋼的磨損影響顯著。在同一載荷下,H空氣中13鋼磨損率最大,3.5%NaCl溶液中磨損率最小。
(2)H13鋼在空氣中磨損表面氧化物較少,由于存在較大的剪切力作用,氧化物的保護(hù)作用極其微弱,呈現(xiàn)典型的黏著磨損;在蒸餾水中,由于介質(zhì)的潤(rùn)滑和冷卻作用,加上溶液中含有少量的氧使部分表面產(chǎn)生氧化物,呈現(xiàn)典型的輕微磨損。
(3)在3.5%NaCl溶液中,H13鋼表面形成鉻和鐵氧化物組成的鈍化膜,在剪切力作用下產(chǎn)生微電池,材料表面出現(xiàn)大量網(wǎng)絡(luò)微裂紋;5.0%NaOH在溶液中,材料的腐蝕率明顯大于NaCl在溶液中,腐蝕產(chǎn)物不致密,在剪切力的作用下容易去除。(余冶)
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