磷酸料漿泵葉輪用不銹鋼材質(zhì)探究.pdf

1、磷酸料漿成分復(fù)雜，在料漿運(yùn)輸過程中，料漿泵葉輪受到腐蝕和固液雙相流沖刷磨損的交互作用，加速葉輪失效。經(jīng)過長時間的使用與驗(yàn)證，Cr30高碳高鉻不銹鋼高的硬度和優(yōu)良的耐腐蝕能力，以及節(jié)約貴重金屬鎳的經(jīng)濟(jì)意義，使其在眾多耐蝕合金中脫穎而出。但是它本身也有很大的缺點(diǎn):為了提高耐磨性而增加含碳量，含碳量比較高必然消耗過多的鉻元素，碳化物沿晶界分布，晶界臨近處含鉻量降低，容易引發(fā)晶間腐蝕;Cr30原始基體為鐵素體組織，脆性大，塑性差，成品率很低。因

2、此，改變碳化物的分布，提高基體的韌性、硬度以及抗腐蝕能力，改善其成型能力和成品率，具有重要的意義。
　　 本課題是在實(shí)驗(yàn)室的條件下，首先對Cr30高碳高鉻鐵素體不銹鋼材料的組織和性能有了基本的了解，發(fā)現(xiàn)碳含量增多奧氏體組織出現(xiàn)，使得碳化物分布彌散并且韌性增加，所以考慮添加奧氏體穩(wěn)定化元素，然后將微合金化、變質(zhì)、奧氏體化（加氮、鎳）以及熱處理等進(jìn)行不同的組合，對Cr30原材料進(jìn)行改善，借助（高倍）視頻顯微鏡、硬度計、沖擊試驗(yàn)機(jī)及掃

3、描電鏡SEM、XRD等對組織以及從組織中腐蝕出來的碳化物形貌進(jìn)行分析，同時并用LK2005A電化學(xué)工作站測量其極化曲線。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Cr30基體為鐵素體，其固溶碳元素能力有限，大部分碳元素會以碳化物形式分布在境界，K/Na稀土復(fù)合變質(zhì)劑不能夠改變原始狀態(tài)下Cr30中碳化物分布，但是一定范圍內(nèi)能夠細(xì)化晶粒;當(dāng)引入氮元素時，晶粒先得到細(xì)化，并伴隨著碳化物的細(xì)化分散，熱處理能進(jìn)一步彌散碳化物;加入鎳之后，鑄態(tài)下基體中存在奧氏

4、體組織，碳化物開始斷網(wǎng)，繼續(xù)添加氮元素，碳化物已經(jīng)不再呈現(xiàn)網(wǎng)狀，而此時變質(zhì)劑有效，使組織更均勻，碳化物更加彌散，而此時熱處理也有效，能夠使碳化物網(wǎng)薄弱處斷開，碳化物尖端變得圓鈍。
　　 對結(jié)果進(jìn)行分析:單獨(dú)加入氮元素，氮元素能夠和鉻元素化合為氮化物，而碳氮化物互溶，氮作為表面活性元素優(yōu)先在晶界偏聚，可以作為碳化物形成的核心，同時氮元素還能夠降低鉻的擴(kuò)散系數(shù)，阻礙碳化物的長大，故而碳化物數(shù)量增多，更加彌散分布，細(xì)化晶粒，碳化物形貌

5、并未發(fā)生變化，氮單獨(dú)使用穩(wěn)定奧氏體能力并不突出，主要作用是細(xì)化碳化物;當(dāng)材料中加入鎳之后組織中出現(xiàn)明顯的奧氏體組織，碳化物形貌開始發(fā)生變化，繼續(xù)添加氮元素時奧氏體組織增多，碳化物形貌也發(fā)生劇烈變化，分析為奧氏體組織的出現(xiàn)，固溶了碳化物中部分碳元素，使碳化物薄弱部分得以斷開，復(fù)合變質(zhì)劑能夠使組織均勻化，配以熱處理能夠使碳化物更加彌散分布，硬度提高。
　　 性能測試:Cr30高碳高鉻鐵素體不銹鋼原始狀態(tài)下硬度為HRC22.7，沖擊韌