3Cr13鋼及其表面滲鋁層的沖蝕行為研究.pdf

1、沖蝕是水工機械常見的一種失效形式，提高鋼的耐沖蝕性能具有重要的工程應用價值和理論意義。本文以3Cr13鋼為對象，研究了顯微組織對沖蝕行為的影響，并采用熱浸鍍鋁技術在鋼表面制備Fe-Al金屬間化合物復合涂層，利用掃描電鏡(SEM)、X-ray衍射儀(XRD)和沖蝕磨損試驗機研究了合金層的微觀形貌、相組成及沖蝕性能，并初步探討了沖蝕機理。
　　 實驗結果表明，3Cr13鋼三種回火組織沖蝕率峰值均出現(xiàn)在45°沖角處，表現(xiàn)為典型的塑性材

2、料沖蝕特征。三種回火組織沖蝕率均隨沖速的增大而增加。200℃和500℃回火組織具有較佳的沖蝕性能，750℃回火組織抗沖蝕性能最差。沖角是影響材料沖蝕機理的關鍵因素之一，低攻角沖蝕時，主要是粒子的微切削或犁削作用造成材料破壞;高攻角下，脆性剝落和疲勞破壞成為材料主要的沖蝕機制。3Cr13鋼經(jīng)熱浸鍍鋁后進行擴散處理，合金層厚度隨溫度(600～800℃)的升高明顯增加，超過800℃時，合金層厚度開始減小。擴散溫度對合金層的微觀組織和物相有顯著

3、影響。600℃擴散的合金層與基體界面平直，界面附近分布有大量的空洞，靠近表面處裂紋較多，合金層由脆性相Fe2Al5組成;700℃擴散界面呈沒有規(guī)則的波浪形，空洞開始向表面遷移，合金層主要由Fe2Al5相組成;800℃擴散時，合金層厚度達到最大，層內空洞較大，F(xiàn)e2Al5為主且出現(xiàn)FeAl;當擴散溫度升高到900℃時，合金層內無裂紋、空洞，與基體結合良好，合金層為FeAl、α-Fe(Al)和少量的Fe3Al。900℃擴散的合金層質量最佳，