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题名高强韧中锰钢在模拟黄河水沙冲刷下的磨蚀机理
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作者
温庆桦
胡斌
吴文勇
罗海文
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机构
北京科技大学冶金与生态工程学院
中国水利水电科学研究院水利研究所
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出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期87-96,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(51904028,51831002,52233018)
中央高校基本科研业务费专项基金项目(06500151)。
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文摘
通过MCF-30试验机模拟黄河水沙冲刷,研究高强韧复相中锰钢磨蚀失效机理及不同水泵材料的耐磨蚀性能与力学性能之间的关系。结果表明:微裂纹初期多在奥氏体/马氏体相界萌生,扩展后产生空蚀坑,在水沙冲刷下进一步破坏而形成更大尺寸的凹坑。同时相界面的增多导致耐磨蚀性能下降。随着温度的升高,中锰钢的奥氏体体积分数从16.4%上升到22.9%,质量损失速率从2.6 g·m^(-2)·h^(-1)增加至7.8 g·m^(-2)·h^(-1)。此外,研究对比中锰钢和现役抽黄泵叶轮材料的力学性能和磨蚀质量损失之间的关系,发现在不发生脆性断裂时,材料硬度越高,磨蚀质量损失越低;而当材料在水沙冲刷下发生塑性变形时,抗拉强度越高的材料抗磨蚀性能也越好;硬度相近时,改善材料的塑性、韧性,也有助于改善抗磨蚀性能。与现有叶轮材料相比,中锰钢在抗拉强度、加工硬化能力、硬度和韧性等各方面的综合性能更佳,因此有望在延长抽黄泵叶轮材料使用寿命方面具有较好的应用前景。
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关键词
中锰钢
力学性能
残余奥氏体
磨蚀机理
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Keywords
medium Mn steel
mechanical property
retained austenite
erosion mechanism
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分类号
TG142
[一般工业技术—材料科学与工程]
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