本文就低速砂粒对过流部件磨损的实验平台设备进行了设计和研制,并利用该实验平台就固液两相的低速颗粒对过流部件的磨粒磨损进行了系统的实验研究。实验所用固体颗粒材料为石英砂,液体为自然水。通过选取不同的砂粒粒径、不同的含砂量并以不同的相对磨损角度对所选定的过流部件材料进行磨损实验研究,研究各磨损因素对过流部件的质量、体积和强度的影响。通过对过流部件材料的显微分析,从微观形貌对磨损机理进行探究。本研究可为相关工程机械设备的合理选材制造,提高设备性能和延长设备使用寿命等提供参考。研究主要结论如下:(1)各影响因素对试样质量磨损强度Qm的影响a.含砂量的影响:Q235,40Cr和ZL102三种试样质量磨损强度Qm的曲线走势基本相似。随着含砂量的增大,试样质量磨损强度Qm也随之增大。之后由于砂粒本身的屏蔽作用后期相应的增长幅度明显放缓并表现出接近饱和的趋势。且相同条件下三者Qm磨损强度由大到小排列为:Q235,40Cr,ZL102。b.砂粒粒径的影响:Q235,40Cr和ZL102三种试样质量磨损强度Qm的曲线随粒径的增大,整体成上升趋势。磨损强度Qm与粒径非正比关系。c.相对磨损角度的影响:试样在磨损过程中,均包含切削与变形磨损两个部分,ZL102硬度较低主要为纯切削磨损,因此相对磨损角度与磨损特性曲线更接近典型的弹性材料。随冲相对磨损角度增大,磨损质量减少。40Cr试样表面的硬度比Q235和ZL102大主要为纯变形磨损,脆性倾向最明显。所以出现最大磨损量的角度更靠近90°。而普通碳钢Q235介于两者之间复合磨损更为突出,其特性曲线的峰值约在20°~40°之间。(2)各影响因素对试样体积磨损强度Qv的影响a.含砂量的影响:Q235,40Cr和ZL102三种试样体积磨损强度Qv与含砂量变化曲线中,相同实验条件下ZL102的体积磨损强度Qv大于Q235和40Cr,但ZL102质量磨损强度的Qm小于Q235和40Cr,主要原因是铝的密度最小。体积磨损强度Qv对应物理意义为单位面积下的磨损深度。b.砂粒粒径的影响:Q235,40Cr和ZL102三种试样体积磨损强度Qv与砂粒粒径变化曲线走势和体积磨损强度Qv与含砂量变化曲线情况相似。c.相对磨损角度的影响:Q235,40Cr和ZL102三种试样体积磨损强度Qv与相对磨损角度变化曲线和相对磨损角度对试样质量磨损强度Qm的影响情况相同。(3)材料的耐磨性与材料的表面抗氧化性能存在关联,且不与表面硬度性能成单一关系。表面磨损的过程就是试样表层基体及新旧氧化膜或氧化物与砂粒间冲磨所发生的塑性变形和微切削脱落的反复过程。