不同熱處理工藝下Cr12鋼的沖蝕磨損性能及機(jī)理的研究.pdf

1、拋丸機(jī)是一種常見(jiàn)的表面強(qiáng)化機(jī)械，其葉片在供丸過(guò)程中長(zhǎng)期受到小彈丸(直徑＜1000μm)的沖蝕磨損，嚴(yán)重影響葉片的使用壽命。本文以拋丸機(jī)葉片的常用材料Cr12鋼為研究對(duì)象進(jìn)行沖蝕磨損試驗(yàn)。研究了七種不同熱處理工藝下Cr12鋼的沖蝕磨損性能。使用光學(xué)金相顯微鏡對(duì)Cr12鋼的材料組織進(jìn)行觀察，通過(guò)掃描電鏡分析沖蝕表面的微觀形貌特征，揭示Cr12鋼的沖蝕磨損機(jī)理。使用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)Cr12鋼沖蝕磨損進(jìn)行模擬分析，建立了沖蝕磨損模型

2、，并對(duì)限元模擬的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 Cr12鋼的沖蝕磨損試驗(yàn)表明:不同熱處理工藝下的Cr12鋼的沖蝕磨損性能主要與材料硬度和顯微組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。硬度高的Cr12鋼往往具有好的沖蝕磨損性能，而硬度相差不多時(shí)，組織中網(wǎng)狀碳化物和大塊尖角狀碳化物顆粒少且分布均勻的Cr12鋼具有更好的沖蝕磨損性能。
　　 在SEM下對(duì)Cr12鋼沖蝕磨損表面進(jìn)行觀察可知:Cr12鋼在SiC磨粒的沖蝕作用下，表面材料的沖蝕磨損形貌特征主要是粒子

3、的切削痕、犁削痕以及粒子正面沖擊所形成的沖擊坑。通過(guò)對(duì)微區(qū)成分分析和元素面掃描結(jié)果的研究，驗(yàn)證了沖擊后沖蝕粒子嵌入材料表面。
　　 利用所建立的沖蝕磨損有限元分析模型，對(duì)Cr12鋼的沖蝕磨損進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。可以發(fā)現(xiàn):磨粒的初始動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為使材料發(fā)生塑性變形的內(nèi)能，磨粒與材料沖擊接觸區(qū)域的應(yīng)力呈扇形向外逐漸降低。在多粒子反復(fù)沖擊的情況下，材料表面的沖擊坑會(huì)不斷增大，材料所受應(yīng)力也會(huì)不斷疊加。該有限元模型可以真實(shí)有效地模擬出沖蝕