由于環(huán)境介質腐蝕和磨損的共同作用,泵和閥門密封圈、管道內壁、部分軸套等不同腐蝕介質的摩擦副經常過早失效。金屬的腐蝕和磨損過程相對復雜。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,介質的潤滑和冷卻會降低磨損率。
H13鋼作為一種常見的熱模具鋼,具有高強度、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)境介質下,13鋼表面性能改善和環(huán)境溫度對其磨損的影響較少。本工作的研究H13鋼在不同介質環(huán)境中的磨損行為,具有重要的學術意義和工業(yè)應用價值。
磨銷材料為H13鋼,尺寸為Φ5mm×22mm;其化學成分(質量分數(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。
采用銷盤磨損試驗機H空氣、蒸餾水、3.5%NaCl溶液、5.0%NaOH50~2500N、行程1800m,轉速0.75m/s)磨損試驗和電化學測量分別進行,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。試驗結果表明:
(1)4種環(huán)境介質對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,由于介質的潤滑和冷卻作用,加上溶液中含有少量的氧使部分表面產生氧化物,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,在剪切力作用下產生微電池,材料表面出現(xiàn)大量網絡微裂紋;5.0%NaOH在溶液中,材料的腐蝕率明顯大于NaCl在溶液中,腐蝕產物不致密,在剪切力的作用下容易去除。(余冶)
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