Төмен көміртекті легирленген болат пен жоғары марганецті болат арасындағы коррозиялық әсердің абразиясының әрекетін салыстыру
Металлургиялық шахталардағы дымқыл диірмен төсеніштерінің жұмыс жағдайлары қатал және ол тек күшті рН бар целлюлозамен коррозияға ұшырамайды, сонымен қатар руда мен ұнтақтағыш шарлармен тозған. Сонымен қатар, белгілі бір биіктікке түсетін кен және ұнтақтағыш шарлар да төсеу тақтайшасына белгілі бір әсер етеді. Қазіргі уақытта Қытайда қолданылатын диірмен төсеніштерінің негізгі материалы әлі де ZGMn13 болып табылады, бірақ бұл жұмыс жағдайында, жұмыстың жеткіліксіз қатаюына және жоғары марганецті болаттың коррозияға төзімділігіне байланысты, қаптаманың қызмет ету мерзімі өте қысқа, әдетте 4-6 ай. . Модификацияланған жоғары марганецті болат және орташа көміртекті легирленген болат сияқты материалдар соңғы жылдары үйде және шетелде жасалғанымен, әсер әлі де қанағаттанарлық емес. Екінші жағынан, әсер ету жағдайында коррозия және тозу механизмі бойынша зерттеулер сирек кездеседі және бұл жоғары сапалы төсеу материалдарын жасау үшін оң мәнге ие. Жаңадан әзірленген төмен көміртекті жоғары легирленген болаттың соққылы коррозия және тозу қасиеттері (мысалы, ASTM A335 P91 құбыры) төсеу материалы модельденген жұмыс жағдайларында сыналған және төсемдер үшін жоғары марганецті болаттың қазіргі негізгі материалымен салыстырылған. Болаттың әсер етуші коррозиялық тозу механизмі және оның уақыт бойынша өзгеруі.
Екі материалдың химиялық құрамы мен механикалық қасиеттерін салыстыру
материал | Химиялық құрам% | Механикалық қасиеттері | |||||||||
C | Mn | Cr` | Ni | Mo | Si | S | P | HRC | Ак/Дж*см² | ||
Төмен көміртекті легірленген болат | 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 |
Сынақ кию
Соққы коррозиясына және тозуға сынау модификацияланған MDL-10 соққы коррозияға және тозуға сынау машинасында жүргізілді және сынау машинасының соққы жиілігі 200 рет/мин құрады. Сыналатын үлгі сым кесу әдісімен 10мм*10мм*30мм блокқа өңделеді; ол қошқарға орнатылады және сынақ кезінде қошқармен жоғары және төмен өзара әрекеттеседі. Қоспа үздіксіз араластырғыш құрылғы арқылы соққы бетіне түседі. Абразивтерге қатысты қазіргі зерттеулерден белгілі бір диапазондағы абразивтік қасиеттері бар кендермен сынау материалдардың тозуға төзімділігін тиімді бағалауға болады, ал өнеркәсіптік жүйелердегі абразивтер негізінен кендер болып табылады. Керісінше, тым қатал сипаттамалары бар абразивтерді пайдалану жалған әсерлерді тудыруы мүмкін. Сондықтан бұл тәжірибеде суспензия ретінде PH=3 күкірт қышқылының сулы ерітіндісімен және 6-10 торлы темір рудасымен дайындалған нақты жұмыс жағдайына ұқсас темір рудасының қышқылды суспензиясы таңдалды. Кеннің ұсақтауы мен бөлшектерінің өлшемдерінің өзгеруін және сынау кезінде қышқылдықтың әлсіреуін ескере отырып, материалдың тозу әрекеті айтарлықтай өзгеруі мүмкін, сондықтан руда әрбір 0.5 сағат сайын жаңартылып, рН мәні бір уақытта реттеледі. Шарлы диірмендегі шағын энергия әсерінің сипаттамаларына сәйкес біз соққы энергиясын 2.7Дж деп таңдадық және сынақ кезінде үлгінің қысқаруына байланысты соққы энергиясын уақытында түзеттік.
Әрбір сынақ алдында үлгілер ультрадыбыстық тазартқышта ацетонмен тазартылды, содан кейін дереу кептірілді, содан кейін W0.00001 бастапқы массасын алу үшін 0 дәлдікпен аналитикалық таразымен өлшенеді, содан кейін үлгілер соққы коррозиясына арналған машинаға орнатылды. және кию сынақтары. Үлгі жалпы 16 сағат бойы киілді, оның барысында үлгі тазаланып, әр 2 сағат сайын өлшенеді, Wi (i=2, 4, 6…16) ретінде жазылды және әрбір уақыт нүктесіндегі жиынтық салмақ жоғалуы есептелді △ Wi=W0 -Wi, үш үлгідегі △Wi орташа мәні материалдың соққы коррозияға тозуға төзімділігін өлшеу үшін алынды. Соңында Hitachi-X-650 соққы коррозиясының тозуының беткі морфологиясын бақылау үшін, ал тозуға төзімділікке перпендикуляр бетті бақылау үшін Olympus PME оптикалық микроскопы пайдаланылды. Беткі қабаттың және жер асты қабатының күйінің өзгерістері талданды, соққы коррозиясының тозу механизмі талданды.
Сынақ нәтижелері және талдау
Соққында коррозия тозуы бар екі болаттың жинақталған салмақ жоғалту қисықтарын салыстыра отырып, соққы коррозиясының тозу уақытының ұзаруымен екі болаттың салмақ жоғалтуының үздіксіз арта түсетінін көруге болады.
Сонымен қатар, төмен көміртекті және жоғары легирленген болаттың салмақ жоғалтуы жоғары марганецті болатқа қарағанда әрқашан төмен болады және бұл артықшылық уақыт ұзарған сайын айқынырақ болады, бұл төмен көміртекті жоғары легирленген болаттың соққыға қарсы тозуға төзімділігін көрсетеді. легирленген болат жоғары марганецті болаттан айтарлықтай жақсырақ. Жоғары марганецті болат. Бұл нәтиже соққы коррозиясының тозу өнімділігінің әсер етудің, коррозияға және материалдардың тозуға төзімділігінің жан-жақты индексі болып табылатынын және бір индексті емес, үшеуінің өзара әрекеттесуін анықтауға болатынын көрсетеді. Тиісті зерттеулер коррозия мен тозу арасындағы өзара әрекеттесу олардың жеке әсерлерінің қосындысынан әлдеқайда жоғары екенін және соғудан туындаған жырту қысымы мен жарықтар коррозия мен тозуға үлкен ықпал ететінін көрсетті. Төмен көміртекті және жоғары легирленген болаттың мартенситтік құрылымы оны қаттылық пен қаттылықтың жақсы үйлесіміне ие етеді, ал бір фазалы матрица және жоғары хром құрамы оның коррозияға төзімділігін қамтамасыз етеді. Жоғары марганецті болаттың беріктігі жоғары болғанымен, оның коррозияға төзімділігі нашар, бастапқы қаттылығы төмен және күшті деформация мен қатаюдан кейін соққының тозуына қолайлы емес, бұл оның жалпы әсер етуші коррозияға төзімділігінің төмендеуіне әкеледі.