Porovnání korozního chování při nárazu a abrazi mezi nízkouhlíkovou legovanou ocelí a ocelí s vysokým obsahem manganu

Pracovní podmínky vložek mokrého mlýna v hutních dolech jsou drsné a nejen že je zkoroduje buničina se silným pH, ale také se opotřebovává rudou a mlecími kuličkami. Kromě toho ruda a mlecí koule, které padají do určité výšky, mají také určitý dopad na desku obložení. V současné době je hlavním materiálem válcovacích vložek používaným v Číně stále ZGMn13, ale za těchto pracovních podmínek, kvůli nedostatečnému mechanickému zpevnění a špatné odolnosti oceli s vysokým obsahem manganu proti korozi, je životnost obložení velmi krátká, obecně 4-6 měsíců . Přestože byly v posledních letech doma i v zahraničí vyvinuty materiály jako modifikovaná vysoce manganová ocel a středně uhlíková legovaná ocel, efekt je stále neuspokojivý. Na druhou stranu je výzkum mechanismu koroze a opotřebení za podmínek nárazu vzácný, což má pozitivní význam pro vývoj vysoce kvalitních obkladových materiálů. Vlastnosti rázové koroze a opotřebení nově vyvinuté nízkouhlíkové vysoce legované oceli (např. Trubka ASTM A335 P91) materiál výstelky byl testován za simulovaných pracovních podmínek a porovnán se současným hlavním materiálem pro výstelky s vysokým obsahem manganu. Mechanismus opotřebení oceli rázovou korozí a jeho změny v čase.

Porovnání chemického složení a mechanických vlastností dvou materiálů

Zkouška opotřebení

Test rázové koroze a opotřebení byl proveden na upraveném stroji pro testování rázové koroze a opotřebení MDL-10 a frekvence nárazu testovacího stroje byla 200krát/min. Vzorek, který má být testován, je zpracován do bloku 10 mm x 10 mm x 30 mm metodou řezání drátem; je instalován na beranu a během testu se pohybuje nahoru a dolů s beranem. Kaše nepřetržitě vstupuje na dopadovou plochu přes míchací zařízení. Ze současného výzkumu abraziv může testování s rudami s určitým rozsahem abrazivních vlastností účinně vyhodnotit odolnost materiálů proti opotřebení a abraziva v průmyslových systémech jsou především rudy. Naopak použití brusiva s příliš drsnými vlastnostmi může způsobit falešné dojmy. Proto byla v tomto experimentu jako suspenze zvolena suspenze kyseliny železné rudy podobná skutečným pracovním podmínkám, která byla připravena s vodným roztokem kyseliny sírové o pH=3 a železnou rudou 6-10 mesh. Vzhledem ke změnám drcení a velikosti částic rudy a zeslabení kyselosti při testu se chování materiálu při opotřebení může výrazně změnit, takže ruda se aktualizuje každých 0.5 hodiny a současně se upravuje hodnota pH. Podle charakteristik maloenergetického rázu v kulovém mlýnu jsme zvolili energii rázu 2.7J a energii rázu v čase korigovali v závislosti na zkracování vzorku během testu.

Před každým testem byly vzorky vyčištěny acetonem v ultrazvukové čističce, poté okamžitě vysušeny a poté zváženy analytickými váhami s přesností 0.00001, aby se získala počáteční hmotnost W0, a poté byly vzorky instalovány do stroje pro rázovou korozi. a testy opotřebení. Vzorek byl nošen celkem 16 hodin, během kterých byl vzorek vyčištěn a zvážen každé 2 hodiny, zaznamenán jako Wi (i=2, 4, 6…16) a byla vypočtena kumulativní ztráta hmotnosti v každém časovém bodě △ Wi=W0-Wi, průměrná hodnota △Wi tří vzorků byla vzata pro měření odolnosti materiálu proti opotřebení nárazovou korozí. Nakonec byl použit Hitachi-X-650 k pozorování povrchové morfologie opotřebení nárazovou korozí a optický mikroskop Olympus PME byl použit k pozorování povrchu kolmo k odolnosti proti opotřebení. Byly analyzovány změny stavu povrchové a podpovrchové vrstvy povrchu a analyzován mechanismus opotřebení nárazovou korozí.

Výsledky testu a analýza

Ztráta korozivního rázového opotřebení dvou ocelí VS čas

Porovnáním kumulativních křivek úbytku hmotnosti dvou ocelí s opotřebením rázovou korozí lze vidět, že s prodlužováním doby opotřebení rázovou korozí se úbytek hmotnosti obou ocelí neustále zvyšuje.

Současně je hmotnostní úbytek nízkouhlíkové a vysoce legované oceli vždy nižší než u oceli s vysokým obsahem manganu a tato výhoda se s prodlužujícím se časem stává stále více zřejmou, což naznačuje, že odolnost proti opotřebení rázovou korozí nízkouhlíkové vysoké legovaná ocel je výrazně lepší než ocel s vysokým obsahem manganu. Ocel s vysokým obsahem manganu. Tento výsledek ukazuje, že odolnost vůči nárazové korozi při opotřebení je komplexním indexem odolnosti materiálů vůči nárazu, korozi a opotřebení a vzájemné působení těchto tří, nikoli jediným indexem, který lze určit. Relevantní studie ukázaly, že interakce mezi korozí a opotřebením je mnohem vyšší než součet jejich jednotlivých vlivů a orební tlak a praskliny způsobené nárazem značně podpoří korozi a opotřebení. Litinová martenzitická struktura nízkouhlíkové a vysoce legované oceli umožňuje dobrou kombinaci tvrdosti a houževnatosti, zatímco jednofázová matrice a vysoký obsah chrómu zajišťují její odolnost proti korozi. Ačkoli ocel s vysokým obsahem manganu má vysokou houževnatost, má špatnou odolnost proti korozi a nízkou počáteční tvrdost a nevede k nárazovému opotřebení po silné deformaci a kalení, což vede k poklesu jejího celkového opotřebení při nárazové korozi.