论文部分内容阅读
铝工业中在熔炼、成形（铸造）及热浸镀生产等特殊条件下使用的坩埚、充液料筒、模具、夹具等零部件往往面临着高温熔融铝液的腐蚀、高温磨损等多种失效模式的共同作用，在工业生产中造成高温金属液污染、熔炼容器腐蚀穿孔破裂以及金属成型模具表面粘连等一系列失效问题。现有的试验机多为功能单一的磨损或腐蚀试验机，无法模拟材料在熔融铝液中同时承受腐蚀和磨损的行为，所得实验结果参考价值低，对材料在铝液中的腐蚀-磨损机理的实验研究和耐铝液腐蚀-磨损新材料的研发产生严重制约作用。为此，本文研制了一种新型高温金属腐蚀-磨损试验机，然后在初选的金属材料的耐铝液腐蚀实验结果指导下，综合考虑后优选了一些耐铝液腐蚀性能较好的材料，利用研制的试验机进行了优选材料在铝液中的腐蚀-磨损实验。主要的结论如下：（1）研制了新型的高温金属腐蚀-磨损试验机，解决了现有的试验机存在的一些问题。该试验机结构简单，操作方便，可模拟材料在熔融金属中同时承受腐蚀和磨损的行为，可测量材料在熔融金属中进行腐蚀-磨损实验时的摩擦力。（2）通过腐蚀表面形貌、界面组织形貌分析，结合浸蚀24h后的材料的体积腐蚀速率，对不同金属材料在750℃铝液中的耐腐蚀性能进行了测定。初选的实验材料按耐铝液腐蚀性能由劣到优的顺序依次为QT350、Cr13、H13、Q235、高Cr铸铁、低合金HT、HHD、HT300、T-4241、M2、W9、钽、钼、钨、铌。（3）对优选金属材料与96Al2O3陶瓷组成的摩擦副进行在空气中的干磨损和铝液中腐蚀-磨损实验，实验结果表明：钨的耐铝液腐蚀-磨损性能最好，实际工业中应用最广泛的材料H13钢在实验工况条件下耐铝液腐蚀-磨损性能最差；腐蚀-磨损实验过程中都发生了磨粒磨损，腐蚀-磨损表面均有裂纹的产生，腐蚀-磨损过程中腐蚀和磨损两种失效形式具有“同时性”、“交替性”和“协同性”的特征，腐蚀、磨损的交互作用是造成材料损伤急剧增大的主要原因。