物业管理实务与法规

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1、粉末材料磨损表面冲击疲劳过程Priit Kulu, Renno Veinthal Mart Saarna, Riho Tarbe摘要 耐磨材料的疲劳强度问题无论从理论和实践的角度都具有重要意义。在磨粒 磨损 2 种不同的材料去除的机制发生单独或同时。在磨损和低角冲蚀磨损、划伤 材料选择的主要标准是硬度。不可逆的磨料磨损和高角度磨料磨损变形，直接断 裂，低周疲劳机理，材料的断裂韧性很重要。这项工作的目的是确定和比较疲劳 行为的磨料磨损和磨料磨损的影响，以及研究表面疲劳的高科技粉末材料 PM / 复合工具钢和传统的耐磨钢。试图找到磨料之间的相关性材料表面抗疲劳性能和 磨料磨损率。关键词：粉体材料；

2、磨损；冲蚀磨损；冲击磨损；表面疲劳1。简介 耐磨性伴侣疲劳强度的估算材料，特别是粉料含气孔、缺陷或不均匀性， 具有重要的理论与实际观点观点。这些材料都涉及到所谓的“结构微管脆性材 料及不同的磨损行为条件可能是不可预测的。高表面硬度的传统材料并不总是提供无故障运行所需的耐磨性磨粒侵蚀条 件下的机器零件和工具锡安和冲击磨损。材料在磨损中的去除受冲击和循环载 荷和接触压力高直接性骨折或疲劳过程的结果。因此，韧性和材料的疲劳性能和 硬度一样重要参数.这是众所周知的，有一个很大的区别在侵蚀时，延性和脆性材料是一测量的 影响角度的函数。陶瓷材料被认为是足以减少划痕和微机械低角度冲击颗粒表 面损伤由于其硬度

3、和硬度高。在高角度影响，暴露的表面应能够承受重复高韧性 的变形和弹性材料，如钢，通常是首选的金属陶瓷的裂纹迅速繁殖并导致材料去 除。在磨粒侵蚀锡安和冲击磨损，而影响广泛的角度应用，矛盾性质的材料硬 度和断裂韧性是必需的。复合材料，固相萃取社会增强金属基复合材料和所谓 的“双胶结的“金属基体结构允许部分溶液这个问题 1 。如果材料硬度大于磨料，磨料PAR文章很难引起硬目标的塑性流动。这个 弹性渗透度，因此能量传递泰德的表面取决于弹性模量，如果后者是高，弹性 渗透发生的。因此，相比对磨料的硬度，弹性模量是其中的一个最重要的参数， 影响耐磨性更难的材料的情况下 2 。在这些条件下，粒子影响可能会导致

4、低 周疲劳破坏的钢筋金属基体和硬质相颗粒。如果磨料的硬度超过材料的硬度，以下过程发生：磨料颗粒的渗透 CLEs 到材料表面，微切削或翻耕，失败硬质相颗粒造成的小分队芯片。由于脆性颗粒的侵蚀主要是由一在涉及和传播机制的启动机架，一个预期 的材料的断裂韧性会影响侵蚀速率。韧性硬度图耐磨材料在文献 3 提出了如 图 1 所示。结果显示，与低压材料的磨损真正的韧性（低于 10 兆帕米零点五 通过腐蚀剂，二氧化硅）引起的主要由脆性断裂（面积），材料的磨损低硬度（小 于磨料硬度）主要由微切削（A区）。在较高的硬度和断裂韧性一表面疲劳是支 配（区域）。试图关联的固体颗粒侵蚀率实验和材料参数的复合材料在 3,

5、4 。在该 模型中，硬度和断裂真正的韧性出现的主要材料参数控制腐蚀；高硬度提高塑 料的耐腐蚀性高断裂韧性提高抵抗力骨折。根据冲击过程的强度，接触可导致可逆或不可逆的变形基本体的表面积。可逆的影响过程只产生应力在目标的表面 层，它的谎言低于屈服强度。因此，它们具有弹性性质。由于弹性变形，材料的 去除可以引起疲劳。尽管如此，这种磨损成分在磨料磨损不可逆变形引起的许多 倍然而，相当大的冲击磨损。材料的加工过程去除开始后的相对低的变形，即， 接触磨粒与目标之间。因此，在磨料磨损，材料去除的机制之一是表面疲劳穿。循环下耐磨材料的疲劳性能不同的负载和单调的负载进行了测试研究5,6。人们已经发现，在粘连断裂

6、一磨损和疲劳在硬质合金型材料开始同样-主要粘结 相（挤压-入侵机制一机制），与磨损和滑动磨损5。以测试表面疲劳耐磨材 料特殊的研究在文献 6 进行。结果被提出作为磨损电阻图（表面疲劳磨损具 体能抓的试验材料（高）和 HARDOX 钢）和不同的相对耐磨性材料类型进行了比 较。本文研究了复合材料的表面疲劳性能粉末材料在磨料磨损和冲击磨损以及 在表面疲劳磨损。2。实验2.1。材料的研究研究的材料包括粉末冶金（下午）生产材料和普通钢（表 1）。这些材料通 常被用在许多应用在电阻作磨料磨损和冲击磨损是必需的。这个粉末材料的微 观结构见图 2。2.2。磨料磨损和冲击磨损试验研究磨粒磨损，磨粒磨损（AEW）

7、和磨料的冲击磨损（AIW）的研究性材料测定。在预警机的性能测定与离心加速器 cak-5 开采（图 5）开发塔林科技大学（TUT）。石英砂（粒径0.3毫米0.1 -应用（图3）；粒子速度一而80米/秒和 90角的影响。离心加速设计允许饲料化学直接进入转子，其中颗粒被抛在转子的 径向通道对试样（总数为 15）固定在所需的角度。测试的持续时间取决于流动 性参数与石英砂磨料-通常10分钟。一个实验测定该耐磨性心理冲击试验机设计的图坦卡蒙约 60 米/秒的速 度使用花岗岩砾石的馏分4 - 5毫米（图4）,估计影响角度约90。分解式冲击试 验机（图5）由一个旋转的转子与影响的手指（16 个手指的行）与固定

8、在他们的 标本。阿布拉一综合材料-花岗岩砾石是inletted在中央部分和从进给叶片到 冲击构件的移动。体积磨损利率在该计算方法如下：Iv=G/p M,其中G是标本，p减肥，的密材料测试，和米一是粒子撞击的质量样品.相对耐磨性按比例计算的参考材料（钢的体积磨损率0.45%碳）和研究材料。所有的测试都完成了裁判依据材料以及研究材料。标本用丙酮和压缩空气清洗具有0.1毫克的准确性之前和之后的测试。量用于机载试验砂3公斤。平均单值5 毫克被认为是足够的特征的磨损强度，如果这个要求没有实现，测试将重复量 大的腐蚀。原试验前试样在同一个条件下进行磨损条件实现稳态磨损率制度。 至少三在同一个测试过程中，需

9、要在相同条件下进行试件（粒子速度，冲击角度） 来控制测量不确定性。测量磨损在该一个试样的质量损失率在立方毫米对 1 公斤的磨料进行了计 算。相对体积磨损使用计算相似预警机。2.3。表面疲劳试验研究表面疲劳磨损（SFW）, TAM 个测试系统一该大学的技术，产生的反复 应力在材料表面，使用（图6） 6 。它由一个液压伺服材料试验机、Instron 8800个茚一Tor, 个特殊的标本夹，和基板。压头是一种硬质合金锥（1500 硬度）尖角度120。在每个测试一个新的茚350米半径一水是用来减少压头磨损的 效果测试结果。测试过程是非常简单的：每压痕，试样被移动的距离为400米覆 盖面积为6毫米，6毫

10、米，有规则的长方形模式（225个接触点）。螺柱表面疲劳 磨损一简易爆炸装置的材料是由总数测试模式产生30000个周期的负载为1500 N的模式测试每个接触点加载约133次。装载方式被认为是准静态的；每个加载 时间 周期为3秒，研究表面磨损机理疲劳载荷为1500氮的单点加载研究。3。结果与讨论3.1。材料磨料磨损 在磨粒侵蚀研究材料的耐磨性一锡安和磨料的冲击磨损在表2中给出。 揭示在条件预警的材料行为和聚和扫描电镜研究。磨损表面PM的MMC材料 （FeCr + VC） + （WC）和wear tec在不同放大倍率SEM jeol-840a调查一阳离 子。MMC材料和wear tec表面提出了在无

11、花果。7和8进行与石英砂颗粒侵蚀一 在80米/秒的速度和碰撞角度100 - 300米障碍九十。MMC材料（结构如图2a提出） 组成嵌入到相对软矩阵的大颗粒碳化物颗粒Cr钢具有最高性伴侣之间进行预警 一里亚尔。由于碳化钨表面相对耐对这种规模和速度冲蚀粒子的影响，骨折可能 发生主要是由于以下2种机制：碳化碳化钨颗粒在基体后变得容易受到伤害已被删除，由于微切削，金属基 体周围的大的碳化物颗粒将被删除影响的数量和碳化物颗粒的最后从表面的材 料；在一个数字之后，碳化物颗粒的直接断裂的影响。磨料颗粒的大小与碳化物 和锋利的边缘，导致分离smallersplinters从碳化物颗粒经过多重打击。这个 碳化物

12、的表面变得不平衡。材料的侵蚀主要发生在地层中在径向和平行于表面或跟随的裂纹一碳化物 颗粒的晶体取向。作为一个结果，碳化物块将被删除。对wear tec AEW和MMC 矩阵相可以通过PLA主要解释一抽搐变形机制（微切削机理）（图7）。在正常的 冲击磨粒产生更多的陨石坑而不是槽。然而，在wear tec AEW这个脆断机理可 忽略不计从扫描电镜图像的侵蚀表面检测。对该粉体材料的机理类似于预警机正冲击角机构。如下图8，碳化钨颗粒的 直接断裂发生。这个（铬钢+风险投资）已被删除，由于疲劳过程；可以观察到 塑性变形的迹象。3.2。表面疲劳磨损永磁材料的生产水平与试验结果传统的钢进行定量测量的质量损失试

13、验后。 研究材料的疲劳磨损性能在多磨损的质量损失和体积的特点穿的 MM 三计算。然 而，质量损失发生的水平测试，对 SFW 电阻成反比该材料的重要性和 SFW 的定 量评价电阻是复杂的。尤其是材料高韧性没有表现出明显的质量损失虽然 表面材料发生塑性变形和初始的河畔一人脸几何被严重扭曲。SFW试验结果表格 3。粉末材料的磨损表面的扫描电镜图像在无花果树。9和 10。因为它遵循从无 花果。9A、10A，材料的断裂开始后，单次装卸材料在低负载周期（由我们的研 究N210）。同时由知名耐磨高锰钢材料钢去除周期N250号后开始。在SFW条件在模式测试，质量损失对wear tec至少是和MMC的量最高，超

14、 过别人明显。扫描电镜图像无花果。 9B、 10B 解释这种行为的原因。通过 MMC 材料（图9b）大的碳化物断裂后单或在粘合剂的缺口和裂纹数低的出现压痕边 界和在硬和粘合的边界阶段。因此，碎片甚至整个碳化物颗粒会从接触区移。这 意味着在这种情况下 SFW 压力太高造成直接骨折硬相的分离和粘结剂开裂（图 9A和乙）。MMC的基体相易疲劳的从粘结剂的裂纹可以在高民的观察一BER压痕 （图9a）。wear tec,只有小碳化钒颗粒增强（图2B），是不是敏感的SFW为MMC。虽然裂缝可以看到压痕形貌，他们会出现在一个多后期的测试。这些裂缝大多出 现在VC阶段，传播后的矩阵（图10A）。此外向裂缝垂直

15、于表面，平行于裂缝材 料表面会出现。最终，这将导致芯片和片层的形成，它将被删除从表面（图 10B）。3.3。磨料磨损与表面疲劳磨损的关系确定该 sfwing 磨损的关系地图绘制（见图 11）。试验材料的相对耐磨性较高该案与预警。MMC具有最佳的相对磨损电阻对案 件在最贫穷的水平测试结果。对wear tec高该电阻在相关与试验结果（wear tec SFW证明了最好的结果SFW）。4。结论通过复合粉体材料（MMC和wear tec）在金属基体的磨粒磨损是微观的结果 切削或低周疲劳与碳化物的分离颗粒。在磨料冲击磨损直接断裂的碳化物颗粒 发生，导致最终去除一些影响。粉末冶金材料的分离表面疲劳磨损试验

16、在模式和单点加载进行演示表面疲 劳的定量评价的复杂性粉体材料的耐磨性。表面结果疲劳磨损试验表明，在对比 度磨料侵蚀和冲击磨损，磨损的粉末材料开始在更难单相或低负载周期的断裂。 在案例增强金属基复合材料的开裂和难相分离在表面上起着重要的作用抗疲劳。 与传统耐磨相比一场钢，一个MMC材料磨损表面的疲劳开始后一个订单数量较低 的负载周期。由于磨料磨损和冲击磨损的结果倾向于粉末材料与常规耐磨性相关钢，它不 是表面疲劳耐磨性的情况下粉体材料。致谢作者感谢教授，kuokkola和M.霍卡坦佩雷理工大学提供了一个机会一社区 进行表面疲劳试验和卓powdermet为有益的合作。这项工作是由爱沙尼亚支持 科学基金会，资助 5881。工具书类1 P. Kulu, Selection