مقارنة بين سلوك التآكل الناتج عن الصدمات المسببة للتآكل بين سبائك الصلب منخفضة الكربون والفولاذ عالي المنغنيز
تعتبر ظروف عمل بطانات المطحنة الرطبة في المناجم المعدنية قاسية ، ولا تتأكل فقط من اللب مع درجة حموضة قوية ولكن أيضًا تآكلها الخام وكرات الطحن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كرات الركاز والطحن التي تقع على ارتفاع معين لها تأثير معين على لوحة البطانة. في الوقت الحاضر ، لا تزال مادة بطانات المطحنة الرئيسية المستخدمة في الصين هي ZGMn13 ، ولكن في ظل ظروف العمل هذه ، نظرًا لعدم كفاية تصلب العمل وضعف مقاومة التآكل لصلب المنغنيز العالي ، فإن عمر خدمة البطانة قصير جدًا ، بشكل عام 4-6 أشهر . على الرغم من تطوير مواد مثل فولاذ المنغنيز العالي المعدل وفولاذ سبائك الكربون المتوسط في الداخل والخارج في السنوات الأخيرة ، إلا أن التأثير لا يزال غير مرضٍ. من ناحية أخرى ، فإن البحث عن آلية التآكل والتآكل في ظل ظروف التأثير نادر ، وهذا له أهمية إيجابية لتطوير مواد التبطين عالية الجودة. تأثير التآكل وخصائص التآكل للصلب منخفض الكربون المطوَّر حديثًا (على سبيل المثال ، أنبوب ASTM A335 P91) تم اختبار مادة التبطين في ظل ظروف عمل محاكاة ومقارنتها مع المواد السائدة الحالية للفولاذ عالي المنغنيز للبطانات. آلية اهتراء الصدأ الناتج عن الصدمات وتغيرها مع مرور الوقت.
مقارنة التركيب الكيميائي لمادتين والخواص الميكانيكية
الخامة | التركيب الكيميائي٪ | خصائص الميكانيكية | |||||||||
C | Mn | Cr` | Ni | Mo | Si | S | P | HRC | Ak / J * سم² | ||
سبائك الصلب منخفض الكربون | 0.15-0.3 | - | 7.0-10.0 | 1.5-2.0 | 0.7-1.0 | 0.3-0.6 | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 | 48-51 | > 50 | |
ZGMn13 | 1.1-1.3 | 12.0-14.0 | - | - | - | 0.3-0.8 | ≤ 0.03 | ≤ 0.07 | <21 | > 147 |
اختبار ارتداء
تم إجراء اختبار الصدمة والتآكل على آلة اختبار التآكل والتآكل MDL-10 المعدلة ، وكان تردد تأثير آلة الاختبار 200 مرة / دقيقة. يتم معالجة العينة المراد اختبارها إلى كتلة 10 مم * 10 مم * 30 مم بطريقة قطع الأسلاك ؛ يتم تثبيته على ذاكرة الوصول العشوائي ، ويقوم بالتبادل مع الكبش لأعلى ولأسفل أثناء الاختبار. يدخل الطين باستمرار إلى سطح الصدمة من خلال جهاز التحريك. من البحث الحالي حول المواد الكاشطة ، يمكن للاختبار باستخدام الخامات مع مجموعة معينة من الخصائص الكاشطة تقييم مقاومة التآكل للمواد بشكل فعال ، والمواد الكاشطة في الأنظمة الصناعية هي بشكل أساسي الخامات. على العكس من ذلك ، قد يؤدي استخدام المواد الكاشطة ذات الخصائص القاسية إلى ظهور انطباعات خاطئة. لذلك ، في هذه التجربة ، تم اختيار ملاط حامض خام الحديد مشابه لظروف العمل الفعلية كملاط ، والذي تم تحضيره باستخدام PH = 3 محلول مائي من حامض الكبريتيك و6-10 خامات حديد شبكية. بالنظر إلى تغيرات حجم الجسيمات والتكسير في الخام وإضعاف الحموضة في الاختبار ، قد يتغير سلوك التآكل للمادة بشكل كبير ، لذلك يتم تحديث الخام كل 0.5 ساعة ، ويتم تعديل قيمة الأس الهيدروجيني في نفس الوقت. وفقًا لخصائص تأثير الطاقة الصغيرة في المطحنة الكروية ، اخترنا طاقة الصدم كـ 2.7J وصححنا طاقة الصدم في الوقت المناسب اعتمادًا على تقصير العينة أثناء الاختبار.
قبل كل اختبار ، تم تنظيف العينات باستخدام الأسيتون في منظف بالموجات فوق الصوتية ، ثم تجفيفها على الفور ، ثم وزنها بميزان تحليلي بدقة 0.00001 للحصول على الكتلة الأولية W0 ، ثم تم تركيب العينات في الماكينة للتآكل الناتج عن الاصطدام وارتداء الاختبارات. تم ارتداء العينة لمدة إجماليها 16 ساعة ، تم خلالها تنظيف العينة ووزنها كل ساعتين ، وتم تسجيلها على أنها Wi (i = 2 ، 2 ، 4 ... 6) ، وتم حساب فقدان الوزن التراكمي في كل نقطة زمنية △ Wi = W16 -Wi ، تم أخذ متوسط قيمة △ Wi لثلاث عينات لقياس تأثير مقاومة التآكل للتآكل للمادة. أخيرًا ، تم استخدام Hitachi-X-0 لمراقبة التشكل السطحي للتآكل الناتج عن الصدمات ، وتم استخدام مجهر Olympus PME البصري لمراقبة السطح المتعامد مع مقاومة التآكل. تم تحليل التغيرات في حالة الطبقة السطحية والطبقة السطحية للسطح ، كما تم تحليل آلية تآكل التآكل الناتج عن الصدمات.
نتائج الاختبار والتحليل
بمقارنة منحنيات فقدان الوزن التراكمية للفولاذين مع تآكل الصدمات الصدمية ، يمكن ملاحظة أنه مع إطالة وقت التآكل الناتج عن الصدمات ، يزداد فقدان الوزن للفولاذين بشكل مستمر.
في الوقت نفسه ، يكون فقدان الوزن للفولاذ منخفض الكربون والصلب عالي السبائك دائمًا أقل من فولاذ المنغنيز العالي ، وتصبح هذه الميزة أكثر وضوحًا مع تمديد الوقت ، مما يشير إلى أن مقاومة التآكل الناتجة عن الصدمات منخفضة الكربون عالية سبائك الصلب أفضل بكثير من الفولاذ عالي المنغنيز. ارتفاع المنغنيز الصلب. تظهر هذه النتيجة أن أداء تآكل الصدمات هو مؤشر شامل للتأثير والتآكل ومقاومة التآكل للمواد ويمكن تحديد تفاعل الثلاثة ، بدلاً من مؤشر واحد. أظهرت الدراسات ذات الصلة أن التفاعل بين التآكل والتآكل أعلى بكثير من مجموع التأثيرات الفردية ، وأن ضغط الحرث والشقوق الناتجة عن التأثير سيعزز بشكل كبير التآكل والتآكل. هيكل المارتينزيت المصنوع من الفولاذ منخفض الكربون وعالي سبائك الصلب يجعله يتمتع بمزيج جيد من الصلابة والمتانة ، بينما تضمن المصفوفة أحادية الطور ومحتوى الكروم العالي مقاومة التآكل. على الرغم من أن فولاذ المنغنيز العالي يتمتع بصلابة عالية ، إلا أنه يتمتع بمقاومة ضعيفة للتآكل ، وصلابة أولية منخفضة ، ولا يؤدي إلى تآكل الصدمات بعد التشوه والتصلب القوي ، مما يؤدي إلى انخفاض أداء تآكل الصدمات الإجمالي.