蜂窝构型ZTAp-Fe复合材料磨损及耐腐蚀性能研究

摘要：

为改善矿山机械部件磨损和腐蚀问题,制备了蜂窝构型氧化锆增韧氧化铝颗粒增强铁基(ZTAp-Fe)复合材料,对ZTAp占比为5％,10％和15％(质量分数)的蜂窝预制体,浇铸30SiMn钢液进行复合铸造.采取X射线衍射仪(XRD)、能谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、三体磨料磨损和腐蚀浸泡对其进行性能测试和表征.结果表明:ZTAp占比为5％和10％时,复合材料界面间结合情况良好,含量为15％时颗粒堆积严重,铸造过程热量传递受阻碍明显,出现气孔缺陷,使得ZTAp与铁基体间机械结合效果差;ZTAp含量由5％提升至15％,蜂窝构型ZTAp-Fe复合材料的耐磨性先增加后减弱,硬质相颗粒对磨料的阻挡作用显著,表面划痕和微犁沟减少,ZTAp含量为10％时复合材料耐磨性最佳;其相对耐磨性是HARDOX450耐磨钢的4.89倍,是NM450耐磨钢的4.81倍,是30SiMn钢的5.3倍.絮状腐蚀产物主要出现在30SiMn钢部分,随时间增加表面腐蚀产物和腐蚀程度加深,最终其表面出现黑色腐蚀坑;铁基体中含有大量Cr元素,耐腐蚀性良好,与30SiMn钢的冶金熔合区腐蚀量较少.所使用的铸造工艺可使该复合材料与矿用耐磨钢进行有效装配,显著提高其耐磨性和耐腐蚀性.

关键词：构型复合材料、颗粒增强、磨料磨损、耐腐蚀性

所属期刊栏目：48

分类号：TH117.1

资助基金：国家自然科学基金;国家级大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2024-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：808-821